JP2020527494A - Methods for obtaining consolidation substances and the consolidation substances obtained thereby - Google Patents

Methods for obtaining consolidation substances and the consolidation substances obtained thereby Download PDF

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Abstract

本発明は、以下に従って、圧密化物質を得るための方法に関する:a)粗原料物質の粒子のセットを、1重量%〜50重量%の水硬結合剤と混合して、ドライ組成物を形成させ、そのパーセントは、ドライ組成物の全重量に対するものであり、その粗原料物質粒子の粒子サイズ分布は、50ミリメートル以下の第1の参照直径d90、及び0.08マイクロメートル以上の第2の参照直径d10を特徴としており、b)工程a)において形成されたドライ組成物を、1重量%〜35重量%の水と混合して、混合された組成物を形成させ、そのパーセントは、ドライ組成物の全重量に対するものであり、c)工程b)からの混合された組成物を、20〜80ヘルツの振動数及び少なくとも0.3ミリメートルの振幅で振動させ、その間に、その混合された組成物に対して圧縮応力を印加し、その印加する圧縮応力の値は、少なくとも2メガパスカルである。本発明はさらに、多層圧密化物質を得るための方法、及び前記方法によって得られる物質にも関する。【選択図】図1The present invention relates to a method for obtaining a compacted material as follows: a) A set of particles of a crude material is mixed with 1% to 50% by weight of a water-hard binder to form a dry composition. The percentage is based on the total weight of the dry composition, and the particle size distribution of the crude material particles is a first reference diameter d90 of 50 mm or less, and a second reference diameter of 0.08 micrometer or more. It is characterized by a reference diameter d10 and b) the dry composition formed in step a) is mixed with 1% to 35% by weight of water to form a mixed composition, the percentage of which is dry. For the total weight of the composition, c) the mixed composition from step b) was vibrated at a frequency of 20-80 hertz and an amplitude of at least 0.3 millimeters, during which time it was mixed. A compressive stress is applied to the composition, and the value of the applied compressive stress is at least 2 megapascals. The present invention also relates to a method for obtaining a multi-layer consolidation material and a material obtained by the method. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、一般的には、圧密化物質(compacted material)の分野に関する。 The present invention generally relates to the field of consolidated materials.

より詳しくは、本発明は、圧密化物質を得るためのプロセスに関する。 More specifically, the present invention relates to a process for obtaining a consolidated material.

本発明はさらに、そのプロセスで得られる圧密化物質にも関する。 The present invention also relates to the consolidation material obtained in the process.

多くの工業プロセスでは、天然のブロック(block)の形状の粗原料物質(raw materials)を使用するが、それらのサイズは、それらが目的としている工業プロセス、及び/又はその粗原料物質の供給源若しくは産地に依存する。一般的には、それらのブロックは、数センチメートル、たとえば5センチメートル〜20センチメートルの間の典型的な寸法を有している。 Many industrial processes use raw materials in the form of natural blocks, but their size is the industrial process they are intended for and / or the source of the crude material. Or it depends on the place of origin. In general, those blocks have typical dimensions between a few centimeters, for example 5 centimeters to 20 centimeters.

これらのブロックは、それらが目的としている工業プロセスで使用される前に、特に、それらの採鉱(extraction)、出荷(handling)、輸送、計量、運搬などの操作を受ける。これらの操作の全てにおいて、衝撃や摩擦が発生し、それによって、粗原料物質のダスト又は微粒子(通常「微細物質(fines)」と呼ばれている)が生成するが、これは、前記ブロックを使用する工業プロセスにおいては望ましいものではない。そこで、圧密化物質(それらの圧密化物質の実際の形状とは無関係に、アグロメレート又はブリケットとも呼ばれる)を作製することにより、これら粗原料物質の微粒子を回収することが知られており、それらは、通常天然のブロックを使用している工業プロセスで使用することができる。 These blocks undergo operations such as mining, handling, transporting, weighing, and transporting them, in particular, before they are used in the industrial process they are intended for. In all of these operations, impacts and frictions occur, which produce dust or fine particles of crude material (commonly referred to as "fines"), which form the block. Not desirable in the industrial process used. Therefore, it is known that fine particles of these crude raw materials can be recovered by producing consolidated substances (also called agglomerates or briquettes regardless of the actual shape of the consolidated substances). , Can be used in industrial processes that normally use natural blocks.

具体的には、粗原料物質の微粒子と、ポルトランドセメントタイプの水硬結合剤(hydraulic binder)又はモラッセ(molasse)とを含む混合物から、ローラー圧縮機を使用して、圧密化物質を製造するプロセスが公知である。しかしながら、このプロセスから得られる圧密化物質は、高温、特に500℃よりも高い温度で工業プロセスにおいて使用する際に、揮発性有機化合物を発生する。さらに、この圧密化物質は、粉化する(crumble)傾向があり、そのため、いわゆる「二次(secondary)」微粒子が発生する。最後に、圧密化物質を形成させるために使用した粗原料物質の微粒子(たとえばボーキサイト粒子の場合)が硬すぎると、ロータリー機が早々と疲弊してしまう。 Specifically, a process of producing a compacted substance from a mixture containing fine particles of a crude raw material and a Portland cement type hydrobic binder or molasse using a roller compressor. Is known. However, the consolidation material obtained from this process produces volatile organic compounds when used in industrial processes at high temperatures, especially above 500 ° C. In addition, this compacted material tends to crumble, resulting in so-called "secondary" microparticles. Finally, if the coarse particles of the crude material used to form the consolidation material (eg bauxite particles) are too hard, the rotary machine will quickly become exhausted.

粗原料物質の微粒子とポルトランドセメントタイプの水硬結合剤とを含む混合物から、ビルディングブロックプレスで、「ビルディングブロック(building block)」タイプの物質を製造するためのプロセスも公知である。このプロセスにおいては、その混合物を、0.01メガパスカルのオーダーの低い圧縮応力下に置く。このプロセスから得られるビルディングブロックもまた、望ましくない「二次」微粒子を発生する。さらに、そのようにして得られたビルディングブロックは、高温の工業プロセスで使用するには適していない。 A process for producing a "building block" type material in a building block press from a mixture containing fine particles of the crude material and a Portland cement type water hard binder is also known. In this process, the mixture is placed under low compressive stresses on the order of 0.01 megapascals. The building blocks obtained from this process also generate unwanted "secondary" particles. Moreover, the building blocks thus obtained are not suitable for use in hot industrial processes.

上述のような従来技術の欠点を改善する目的で、本発明は、圧密化物質を得るためのプロセスを提案するが、そこでは、得られた前記圧密化物質が、改良された機械的圧縮強度を有し、二次微粒子の発生が少なく、そして500℃〜1700℃の間の温度に暴露させることができる。 For the purpose of remedying the drawbacks of the prior art as described above, the present invention proposes a process for obtaining a consolidated material, wherein the obtained compacted material has an improved mechanical compressive strength. It has less secondary microparticle generation and can be exposed to temperatures between 500 ° C and 1700 ° C.

より具体的には、本発明においては、以下のようにして圧密化物質を得るためのプロセスが提案される:
a)一方では、その粒子サイズ分布が、50ミリメートル以下の第1の参照直径d90と0.08マイクロメートル以上の第2の参照直径d10とを特徴とする粗原料物質粒子のセットと、他方では、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で1%〜50%の水硬結合剤とを混合することにより、ドライ組成物(dry composition)を形成させ、
b)工程a)で形成させた前記ドライ組成物を、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で、1%〜35%の水と混合して、混合された組成物を形成させ、
c)工程b)で得られた混合された組成物を、最初に、20ヘルツ〜80ヘルツの間の振動数と0.3ミリメートル以上の振幅とで振動させ、次いで、その振動と組み合わせて、前記混合された組成物に圧縮応力を印加し、
前記印加した圧縮応力の値は、2メガパスカル以上である。
More specifically, in the present invention, a process for obtaining a consolidated substance is proposed as follows:
a) On the one hand, a set of crude material particles whose particle size distribution is characterized by a first reference diameter d90 of 50 millimeters or less and a second reference diameter d10 of 0.08 micrometer or more, and on the other hand. , A dry composition is formed by mixing 1% to 50% of a water-hard binder based on the total mass of the dry composition.
b) The dry composition formed in step a) is mixed with 1% to 35% water at a mass based on the total mass of the dry composition to form a mixed composition.
c) The mixed composition obtained in step b) is first vibrated at a frequency between 20 hertz and 80 hertz and an amplitude of 0.3 mm or more, and then combined with that vibration. A compressive stress is applied to the mixed composition to apply compressive stress.
The value of the applied compressive stress is 2 megapascals or more.

したがって、本発明のプロセスにおいては、工程c)において、組成物の振動と、この組成物に高い圧縮応力を印加することとを組み合わせることにより、その機械的圧縮強度が改良され、そしてその粉化率(crumbling rate)が低減された圧密化物質を形成させることができる。粉化率を低減させるということは、二次微粒子の発生を抑制すること、或いは同義であるが、前記圧密化物質の摩耗抵抗性を向上させることを意味している。 Therefore, in the process of the present invention, in step c), the mechanical compressive strength of the composition is improved and powdered by combining the vibration of the composition with applying a high compressive stress to the composition. It is possible to form a compacted material with a reduced crumbling rate. Reducing the pulverization rate means suppressing the generation of secondary fine particles, or, synonymously, improving the wear resistance of the consolidated substance.

本発明のプロセスにおいては、工程a)において、粒子のセットの粗原料物質粒子のサイズ、さらには使用する水硬結合剤の性質を調節することが可能であり、その結果、その工業プロセスによって得られた圧密化物質の機械的性能を、目的としたレベルに調節することができる。そのプロセスでは特に、工程a)より前に、追加の篩別及び/又は破砕操作を実施して、使用される粒子サイズを調節するか、及び/又は前記粒子の粒子サイズ分布を修正することも可能である。 In the process of the present invention, in step a), it is possible to adjust the size of the crude material particles of the set of particles, as well as the properties of the water-hard binder used, and as a result, obtained by the industrial process. The mechanical performance of the consolidated material can be adjusted to the desired level. In particular, prior to step a), additional sieving and / or crushing operations may be performed in the process to adjust the particle size used and / or modify the particle size distribution of said particles. It is possible.

予想もしなかったことであるが、粗原料物質粒子の粒子サイズ特性及び水硬結合剤の性質を組み合わせ、さらに、その組成物に高い振動数と圧縮を印加することによって、その圧密化物質を室温で扱ったとき、及びその圧密化物質の工業プロセスにおいて、前記圧密化物質の相変態、特に溶融工程を含む高温(500℃以上)で使用したときのいずれでも、圧密化物質の機械的圧縮強度の改良と二次微粒子の発生の抑制との両方が可能となる。 Unexpectedly, by combining the particle size characteristics of the crude material particles and the properties of the water-hard binder, and by applying a high frequency and compression to the composition, the compacted material is brought to room temperature. The mechanical compressive strength of the compacted material, both when handled in and when used at high temperatures (500 ° C or higher) including the phase transformation of the compacted material, especially in the industrial process of the compacted material. It is possible to improve both the above and suppress the generation of secondary fine particles.

本発明によるプロセスではさらに、均質な粗原料物質の単一層又は数層の形態の圧密化物質を製造することができる。この圧密化物質は、初期の圧縮強度を有している、すなわち、その生成の数時間後、特には、その生成の24時間後で圧縮に対する抵抗性を有している。 The process according to the invention can further produce a consolidated material in the form of a single layer or several layers of homogeneous crude material. This compacted material has an initial compressive strength, i.e., resistance to compression hours after its formation, especially 24 hours after its formation.

さらには、本発明におけるプロセスは、揮発性の有機化合物を放出しない圧密化物質を与え、そのため、前記圧密化物質を、高温たとえば、500℃〜1700℃の間の工業プロセスにおいて使用することが可能である。 Furthermore, the process in the present invention provides a consolidation material that does not release volatile organic compounds, so that the consolidation material can be used in industrial processes at high temperatures, eg, between 500 ° C and 1700 ° C. Is.

個別又は工業的に可能なすべての組合せにおける、本発明におけるプロセスの、非限定的で有利な特色は、以下のとおりである:
− 工程b)の最後に得られた混合された組成物を用いて物質の第1の層を形成させ、
工程c)の前の工程p1)において、工程a)及びb)を繰り返すことによって、少なくとも1種の他の混合された組成物を形成させ、
工程p2)において、工程p1)で得られた前記他の混合された組成物を、工程b)の最後に形成された前記第1の層の上に置いて、混合された組成物の少なくとも二つの層の積重ね物を形成させ、そして
工程c)において、工程p2)で形成された前記積重ね物を、前記20ヘルツ〜80ヘルツの間の振動数及び前記0.3ミリメートル以上の振幅で振動させ、次いで、前記振動と組み合わせて、前記圧縮応力を前記積重ね物に印加する;
− 工程n1)において、粗原料物質のコアを備え、前記コアは、0.1メガパスカル(MPa)以上の機械的強度を有し、
工程c)の前に実施される工程n2)において、前記コアを、工程b)及び/又は工程p1)において得られた、混合された組成物の少なくとも1種の中に完全に封入し、そして、
工程c)において、前記少なくとも1種の混合された組成物及び前記封入されたコアを含む前記集成体(assembly)を、前記20ヘルツ〜80ヘルツの間の振動数及び前記0.3ミリメートル以上の振幅で振動させ、次いで、前記振動と組み合わせて、前記集成体に前記圧縮応力を印加する;
− 工程n1)において、粗原料物質のコアを備え、前記コアは、0.1メガパスカル(MPa)以上の機械的強度を有し、
工程c)の前に実施される工程n2’)において、前記コアを、工程b)で得られた前記混合された組成物の中、及び/又は工程p1)で得られた前記その他の混合された組成物の少なくとも1種の中に、完全に封入し、
工程c)において、前記少なくとも1種の混合された組成物及び前記封入されたコアを含む前記集成体を、前記20ヘルツ〜80ヘルツの間の振動数及び前記0.3ミリメートル以上の振幅で振動させ、次いで、前記振動と組み合わせて、前記集成体に前記圧縮応力を印加する;
− 前記コアが、他の粗原料物質粒子セットの圧密化によって形成された圧密化物質であり;
− 前記コアが、本発明のプロセスによって得られる。
The non-limiting and advantageous features of the process in the present invention, in all combinations that are individually or industrially possible, are:
-The mixed composition obtained at the end of step b) is used to form a first layer of material.
In step p1) prior to step c), steps a) and b) are repeated to form at least one other mixed composition.
In step p2), the other mixed composition obtained in step p1) is placed on the first layer formed at the end of step b) and at least two of the mixed compositions are placed. A stack of two layers is formed, and in step c), the stack formed in step p2) is vibrated at a frequency between 20 hertz and 80 hertz and an amplitude of 0.3 mm or more. Then, in combination with the vibration, the compressive stress is applied to the stack;
− In step n1), a core of a crude raw material is provided, and the core has a mechanical strength of 0.1 megapascal (MPa) or more.
In step n2) performed prior to step c), the core is completely encapsulated in at least one of the mixed compositions obtained in step b) and / or step p1). ,
In step c), the assembly containing the at least one mixed composition and the enclosed core has a frequency between 20 Hz and 80 Hz and 0.3 mm or more. Vibrate with amplitude and then apply the compressive stress to the assembly in combination with the vibration;
− In step n1), a core of a crude raw material is provided, and the core has a mechanical strength of 0.1 megapascal (MPa) or more.
In step n2') performed prior to step c), the core is mixed in and / or the other mixture obtained in step p1) in the mixed composition obtained in step b). Completely encapsulated in at least one of the compositions
In step c), the assembly containing the at least one mixed composition and the enclosed core is vibrated at a frequency between 20 Hz and 80 Hz and an amplitude of 0.3 mm or more. And then apply the compressive stress to the assembly in combination with the vibration;
-The core is a consolidation material formed by consolidation of other crude material particle sets;
-The core is obtained by the process of the present invention.

本発明はさらに、以下に従って、多層圧密化物質を得るためのプロセスにも関する:
第1の層を、以下の工程に従って作製する:
a)一方では、その粒子サイズ分布が、50ミリメートル以下の第1の参照直径d90と0.08マイクロメートル以上の第2の参照直径d10とを特徴とする粗原料物質粒子のセットと、他方では、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で1%〜50%の水硬結合剤とを混合することにより、ドライ組成物を形成させ、
b)工程a)で形成させた前記ドライ組成物を、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で、1%〜35%の水と混合して、混合された組成物を形成させ、
c)工程b)で得られた混合された組成物を、20ヘルツ〜80ヘルツの間の振動数と0.3ミリメートル以上の振幅とで振動させ、次いで、その振動と組み合わせて、前記混合された組成物に圧縮応力を印加し、
そして、それぞれの後続の層では、工程a)及びb)を繰り返すことにより、また別の混合された組成物を作製するが、前記その他の混合された組成物を、前の層の上に置き、前の層と、その他の混合された組成物とによって形成された集成体を、振動させ、そして前記集成体に圧縮応力を印加し、
少なくとも前記多層圧密化物質の最後の層を作製するためには、印加する圧縮応力の値は、2メガパスカル以上である。
The present invention also relates to a process for obtaining a multilayer compacted material according to the following:
The first layer is made according to the following steps:
a) On the one hand, a set of crude material particles whose particle size distribution is characterized by a first reference diameter d90 of 50 millimeters or less and a second reference diameter d10 of 0.08 micrometer or more, and on the other hand. , A dry composition is formed by mixing 1% to 50% of a water-hard binder with a mass based on the total mass of the dry composition.
b) The dry composition formed in step a) is mixed with 1% to 35% water at a mass based on the total mass of the dry composition to form a mixed composition.
c) The mixed composition obtained in step b) is vibrated at a frequency between 20 hertz and 80 hertz and an amplitude of 0.3 millimeters or more, and then combined with the vibration to be mixed. Apply compressive stress to the composition
Then, in each subsequent layer, another mixed composition is prepared by repeating steps a) and b), but the other mixed composition is placed on the previous layer. The assembly formed by the previous layer and the other mixed composition is vibrated and compressive stress is applied to the assembly.
The value of the compressive stress applied is at least 2 megapascals to make at least the final layer of the multilayer consolidation material.

したがって、このその他のプロセスにより、互いに重ね合わせた層の積重ね物の形態で、多層圧密化物質を製造することが可能となるが、それらの粗原料物質の層は、相互にアグロメレート化される。 Thus, this other process allows the multi-layer consolidation material to be produced in the form of a stack of layers stacked on top of each other, but the layers of these crude materials are agglomerated with each other.

個別又は工業的に可能なすべての組合せにおける、本発明におけるプロセスの、他の非定的で有利な特色は、以下のとおりである:
− それぞれの層において、圧縮応力を印加することと組み合わせて印加される振動は、非調和であるようにする;
− それぞれの層において、その振動は、圧縮の方向に合わせて、0.3ミリメートル〜5ミリメートルの間の振幅を有している;
− 圧密化物質を得るために、工程c)の後に続く工程がさらに備えられており、そこでは、前記圧密化物質が、乾燥オーブン中に、予め定めた温度及び相対湿度の閾値以上の相対湿度で、少なくとも24時間置かれる;
− それぞれの層において、粒子のセット、又はそれぞれの粒子のセットの粗原料物質粒子は、以下のものから選択される鉱物質粒子である:レッドボーキサイト、ホワイトボーキサイト、アルミナ、石灰石、ライム、カーボン、カーボングラファイト、カーボンブラック、ロックウール、ガラスウール、炭酸塩、冶金の溶出物、マンガン粉体若しくはその誘導体、金属の鉱石若しくは鉱石の混合物(それらは、採鉱の際或いは製造工程で得られたものでもよい)、特に金属酸化物又は鉄鉱石;
− 粗原料物質粒子の、少なくとも一つの層又は一つのセットでは、粗原料物質粒子のセットの粒子サイズ分布に関連した第1の参照直径d90が20ミリメートル未満であり、そして前記粒子サイズ分布に関連した第2の参照直径d10が、0.1マイクロメートル以上である;
− それぞれの層において、その水硬結合剤が、以下のものから選択される:ポルトランドセメント、アルミン酸カルシウムセメント、スルホアルミネートセメント、フライアッシュと混合したセメント、高炉スラグと混合したセメント、ポゾランと混合したセメント、又は後者の混合物;
− 少なくとも1種の層、又は少なくとも1種の工程a)において、その水硬結合剤が、0.1〜3の間のC/Aモル比を有するアルミン酸カルシウムセメントを含む;
− 少なくとも1種の層、又は少なくとも1種の工程a)において、その水硬結合剤が、その粒子サイズ分布が、100マイクロメートル以下の第1の参照直径d90であることを特徴とする、一連の水硬結合剤粒子から構成される。
Other atypical and advantageous features of the process in the present invention, in all combinations individually or industrially possible, are:
-In each layer, the vibrations applied in combination with the application of compressive stresses should be anharmonic;
-In each layer, the vibration has an amplitude between 0.3 mm and 5 mm, depending on the direction of compression;
− In order to obtain the consolidated material, a step following step c) is further provided, in which the consolidated material is placed in a drying oven at a relative humidity above a predetermined temperature and relative humidity threshold. And leave for at least 24 hours;
-In each layer, the set of particles, or the crude material particles of each set of particles, are mineral particles selected from: red bauxite, white bauxite, alumina, limestone, lime, carbon, Carbon graphite, carbon black, rock wool, glass wool, carbonates, metallurgical eluents, manganese powder or derivatives thereof, metal ores or mixtures of ores (even those obtained during mining or manufacturing processes) Good), especially metal oxides or iron ore;
-In at least one layer or set of crude material particles, the first reference diameter d90 associated with the particle size distribution of the set of crude material particles is less than 20 millimeters and is associated with said particle size distribution. The second reference diameter d10 is greater than or equal to 0.1 micrometer;
-In each layer, the water-hard binder is selected from the following: Portland cement, calcium aluminates cement, sulfoluminate cement, cement mixed with fly ash, cement mixed with blast furnace slag, pozzolan and Mixed cement, or a mixture of the latter;
-In at least one layer, or at least one step a), the water-hard binder comprises calcium aluminates cement having a C / A molar ratio between 0.1 and 3;
− In at least one layer, or at least one step a), the water-hard binder has a particle size distribution of 100 micrometers or less, characterized by a first reference diameter d90. Consists of water-hard binder particles.

最後に、本発明は、本発明のプロセスの一つにより得られる、水硬結合剤によりアグロメレート化された粗原料物質の粒子を含む、圧密化物質を提案する。 Finally, the present invention proposes a consolidation material, including particles of a crude material agglomerated with a water-hard binder, obtained by one of the processes of the present invention.

本発明における物質が、3メガパスカル以上の機械的圧縮強度及び15%以下の粉化率を有しているのが有利である。 It is advantageous that the substance in the present invention has a mechanical compressive strength of 3 megapascals or more and a pulverization rate of 15% or less.

その圧密化物質が、共にアグロメレート化された少なくとも2層の粗原料物質を含んでいるような場合には、前記粗原料物質の層は、予め定めた閾値温度までは、互いに不活性である。 When the compacted material contains at least two layers of crude material that are both agglomerated, the layers of crude material are inactive with each other up to a predetermined threshold temperature.

具体的には、少なくとも2層の積重ね層の積重ね物を含む多層圧密化物質においては、それらの粗原料物質の層は、予め定めた閾値温度に上がるまでは、互いに不活性である。 Specifically, in a multi-layer consolidation material containing a stack of at least two layers, the layers of the crude material are inactive with each other until the temperature rises to a predetermined threshold temperature.

少なくとも1層の外側層の中に封入されたコアを含む多層圧密化物質においては、そのコアの粗原料物質は、それがその中に封入されている前記少なくとも1層の外側層の粗原料物質に対しては、予め定めた閾値温度に上がるまでは、不活性である。 In a multi-layer consolidation material containing a core encapsulated in at least one outer layer, the crude material of the core is the crude material of the outer layer of at least one layer in which it is encapsulated. On the other hand, it is inactive until it reaches a predetermined threshold temperature.

有利なことには、その多層圧密化物質は、少なくとも二つのタイプの粗原料物質の投入を必要とするような工業プロセスにおいて使用できる。それが多層を有しているために、その多層圧密化物質は、特に、前記多層圧密化物質が使用されている工業プロセスの最終段階において、その製品に望まれるのに近い化学組成を有するようにすることができる。したがって、単一層の圧密化物質に関してすでに述べたような利点に加えて、多層圧密化物質によって、工業プロセスの内部における化学反応の調節性を改良することが可能となり、それにより、低品質又は規格外の製品の製造が抑制され、その一方で、2種の粗原料物質を使用したときのある種の古典的な現象、たとえば粗原料物質相互の付着が回避される。さらには、多層圧密化によって、その中でそれらが使用される工業プロセスでのエネルギー消費量が最適化され、さらには生産性を向上させることが可能となる。多層圧密化物質によってさらに、いくつかの場合においては、その中でそれが使用されている装置の摩耗やクラックを抑制することができる。 Advantageously, the multi-layer consolidation material can be used in industrial processes that require the input of at least two types of crude material. Because it has multiple layers, the multi-layer consolidation material will have a chemical composition close to that desired for the product, especially in the final stages of the industrial process in which the multi-layer consolidation material is used. Can be. Therefore, in addition to the advantages already mentioned for single-layer compaction materials, multi-layer compaction materials can improve the controllability of chemical reactions within industrial processes, thereby resulting in low quality or specifications. The production of external products is suppressed, while certain classical phenomena when using the two crude materials, such as the adhesion of the crude materials to each other, are avoided. Furthermore, multi-layer consolidation makes it possible to optimize energy consumption in the industrial processes in which they are used, and even to improve productivity. The multi-layer consolidation material can also, in some cases, reduce wear and tear on the equipment in which it is used.

非限定的に例を挙げた、以下における記述は、添付の図面と共に、本発明が何から構成され、どのようにしてそれを実現するかを明らかにするであろう。 The following description, which gives a non-limiting example, will clarify what the invention is composed of and how to achieve it, together with the accompanying drawings.

レッドボーキサイトの微粒子二つのバッチL1及びL2の累積粒子サイズ分布の例を示す図であって、y軸は、対象となっているバッチの、x軸上に示した寸法以下の直径を有する微粒子の、そのバッチの微粒子のセットの全質量を基準にした累積パーセントを表す。Red bauxite fine particles In the figure showing an example of the cumulative particle size distribution of two batches L1 and L2, the y-axis is a fine particle having a diameter equal to or smaller than the size shown on the x-axis of the target batch. , Represents a cumulative percentage relative to the total mass of a set of fine particles in that batch. レッドボーキサイト(「ELMIN」と呼ばれる)の微粒子のバッチ、ホワイトボーキサイト(「ABP」と呼ばれる)の微粒子のバッチ、Ciment Fondu(登録商標)セメントの微粒子のバッチ、及びSecar(登録商標)51セメントの微粒子のバッチの粒子サイズ分布の例を示す図であって、そのy軸は、x軸に示したのと同じ寸法を有するレッドボーキサイトの微粒子の、このバッチの微粒子のセットの全容積を基準とした、容積パーセントを表している。A batch of fine particles of red bauxite (called "ELMIN"), a batch of fine particles of white bokisite (called "ABP"), a batch of fine particles of Ciment Fondu (registered trademark) cement, and a batch of fine particles of Secar (registered trademark) 51 cement. In the figure showing an example of the particle size distribution of the batch, the y-axis is based on the total volume of the set of fine particles of this batch of red bauxite particles having the same dimensions as shown on the x-axis. , Represents a percentage of volume.

本発明は、粗原料物質の微粒子を、ブロックの形態で粗原料物質の投入を必要とする工業プロセス、及び前記圧密化物質に特に500℃以上の高温をかける工業プロセスの両方で使用するためにリサイクルさせることを可能とするための、粗原料物質の圧密化物質を得るためのプロセスに関する。 The present invention is to use the fine particles of the crude material in both an industrial process that requires the input of the crude material in the form of a block and an industrial process that applies a particularly high temperature of 500 ° C. or higher to the compacted material. It relates to a process for obtaining a compacted material of a crude raw material so that it can be recycled.

より詳しくは、本発明におけるプロセスには、以下の工程が含まれる:
a)一方では、その粒子サイズ分布が、50ミリメートル以下の第1の参照直径d90と0.08マイクロメートル以上の第2の参照直径d10とを特徴とする、すなわちそれによって定義される、粗原料物質粒子のセットと、他方では、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で1%〜50%の前記水硬結合剤とを混合することにより、ドライ組成物を形成させ、
b)工程a)で形成させた前記ドライ組成物を、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で、1%〜35%の水と混合して、混合された組成物を形成させ、
c)工程b)で得られた混合された組成物を、最初に、20ヘルツ〜80ヘルツの間の振動数と0.3ミリメートル以上の振幅とで振動させ、次いで、その振動と組み合わせて、前記混合された組成物に圧縮応力を印加し、
前記印加する圧縮応力の値は、2メガパスカル(MPa)以上である。
More specifically, the process in the present invention includes the following steps:
a) On the one hand, its particle size distribution is characterized by a first reference diameter d90 of 50 millimeters or less and a second reference diameter d10 of 0.08 micrometers or more, i.e. defined by the crude material. A dry composition is formed by mixing a set of material particles and, on the other hand, 1% to 50% of the water-hard binder by mass relative to the total mass of the dry composition.
b) The dry composition formed in step a) is mixed with 1% to 35% water at a mass based on the total mass of the dry composition to form a mixed composition.
c) The mixed composition obtained in step b) is first vibrated at a frequency between 20 hertz and 80 hertz and an amplitude of 0.3 mm or more, and then combined with that vibration. A compressive stress is applied to the mixed composition to apply compressive stress.
The value of the applied compressive stress is 2 megapascals (MPa) or more.

説明の残りの部分で、それぞれのプロセス工程をさらに詳しく説明する。 The rest of the description describes each process step in more detail.

工程a)
工程a)においては、その粗原料物質粒子のセットには、無機又は有機の粗原料物質粒子から選択される粗原料物質粒子が含まれる。無機粗原料物質粒子を選択するのが好ましいであろう。それらは、天然由来の無機物、すなわち、「鉱物質(minerals)」と呼ばれている粗原料物質であってもよいし、或いは合成由来の無機物であってもよい。
Step a)
In step a), the set of crude material particles includes crude material particles selected from inorganic or organic crude material particles. It would be preferable to select the inorganic crude material particles. They may be naturally occurring inorganics, i.e. crude raw materials called "minerals", or synthetically derived inorganics.

一般的には、水硬結合剤と相溶性がある、すなわち水硬結合剤とは反応しないすべての粗原料物質粒子が、工程a)で使用することができる。 In general, all crude raw material particles that are compatible with the water-hard binder, i.e. do not react with the water-hard binder, can be used in step a).

粗原料物質粒子のセットには、たとえば、以下の粗原料物質のリストから選択される粗原料物質の粒子が含まれる:レッドボーキサイト、ホワイトボーキサイト、アルミナ、石灰石、ライム、カーボン、特にカーボングラファイト及びカーボンブラック、ロックウール、ガラスウール、炭酸塩、又は冶金の溶出物、特にスラグタイプの冶金の溶出物。 The set of crude material particles includes, for example, particles of crude material selected from the list of crude materials below: red bauxite, white bauxite, alumina, limestone, lime, carbon, especially carbon graphite and carbon. Black, rock wool, glass wool, carbonates, or metallurgical eluates, especially slag-type metallurgical eluates.

原料物質粒子のセットにはさらに、以下のものから選択される粗原料物質の粒子が含まれていてもよい:マンガン粉体若しくはその誘導体、金属の鉱石若しくは鉱石の混合物(それらは、採鉱の際、或いは製造工程で得られたものでもよい)、特に金属酸化物又は鉄鉱石。 The set of raw material particles may further include particles of crude material selected from the following: manganese powder or derivatives thereof, metal ores or mixtures of ores, which are used during mining. , Or may be obtained in the manufacturing process), especially metal oxides or iron ores.

粗原料物質が以下のリストから選択されるのが好ましい:レッドボーキサイト、ホワイトボーキサイト、アルミナ、石灰石、ライム、及びカーボンブラック。 The crude material is preferably selected from the list below: red bauxite, white bauxite, alumina, limestone, lime, and carbon black.

粗原料物質が以下のリストから選択されるのが、より好ましい:レッドボーキサイト、ホワイトボーキサイト、アルミナ、及び石灰石。 It is more preferred that the crude material is selected from the list below: red bauxite, white bauxite, alumina, and limestone.

原料物質粒子のセットには、1種又は複数の異なったタイプの粗原料物質、たとえば、異なった物理化学的性質を有するものが含まれる。したがって、その原料物質粒子のセットには、単一のタイプの粗原料物質、又は数種の異なった粗原料物質の混合物のいずれを含むことも可能である。 The set of raw material particles includes one or more different types of crude material, eg, those having different physicochemical properties. Thus, the set of raw material particles can include either a single type of crude material or a mixture of several different crude materials.

工程a)において、その原料物質粒子のセットが、単一のタイプの粗原料物質粒子を含んでいるのが好ましい。 In step a), it is preferred that the set of raw material particles comprises a single type of crude raw material particles.

説明の残りの部分で、粗原料物質粒子を「微粒子(fine particles)」と呼ぶこともあるが、その理由は、それらの直径が、天然の粗原料物質のブロック、及び本プロセスに従って得られる圧密化物質のいずれの主要寸法よりも、明らかに小さいからである。 In the rest of the description, the crude material particles are sometimes referred to as "fine particles" because their diameters are blocks of natural crude material and consolidation obtained according to this process. This is because it is clearly smaller than any of the major dimensions of the chemical.

粒子の「直径(diameter)」は、本明細書においては、形状とは無関係に、その粒子の最大寸法と定義される。 The "diameter" of a particle is defined herein as the maximum size of the particle, regardless of its shape.

原料物質粒子のセットのそれぞれの粒子は、それ自身の直径を有していて、そのため、その粒子のセットは、その粒子サイズ分布(「粒度測定(granulometry)」とも呼ばれる)、すなわち、その粒子セットの粒子のサイズ(又は直径)の統計的分布によって、特徴づけられる、すなわち定義される。粒子サイズ分布は、必要に応じて、粒子の容積、質量、又は数で表すことができる。説明の残りの部分では、粒子サイズ分布は常に、質量で表すが、図2は例外で、容積で表している。容積で表した粒子サイズ分布は、質量で表した粒子サイズ分布と等価であり、その粗原料物質の密度の因子が、それら二つのタイプの粒子サイズ分布を関連づける。 Each particle in a set of source material particles has its own diameter, so that set of particles is its particle size distribution (also called "particle size"), i.e. its particle set. It is characterized, or defined by the statistical distribution of particle size (or diameter) of. The particle size distribution can be expressed as the volume, mass, or number of particles, if desired. In the rest of the description, the particle size distribution is always expressed in mass, with the exception of FIG. 2, which is expressed in volume. The particle size distribution in terms of volume is equivalent to the particle size distribution in terms of mass, and the density factor of the crude material correlates these two types of particle size distribution.

各種のセットの粒子の粒子サイズ分布の参照直径d90、d10、及びd50を定義することができれば、より好ましいが、前記参照直径は、そのセットの粒子のサイズの統計的分布を定量的に代表する。 It would be more preferable if the reference diameters d90, d10, and d50 of the particle size distribution of the particles of the various sets could be defined, but the reference diameter quantitatively represents the statistical distribution of the size of the particles of the set. ..

したがって、その粒子セットの粒子サイズ分布を代表する、第1の参照直径d90は、その直径より下に、使用した微粒子の、前記微粒子のセットの全質量を基準にした質量で90%が存在している直径と定義される。 Therefore, the first reference diameter d90, which represents the particle size distribution of the particle set, has 90% of the mass of the used fine particles based on the total mass of the fine particle set below the diameter. It is defined as the diameter of the particle.

別の言い方をすれば、その粒子サイズ分布が、ある値の第1の参照直径d90によって特徴づけられる、すなわち定義される微粒子のセットでは、そのセットの微粒子の、その粒子セットの全質量を基準にした質量で90%が、この所定の第1の参照直径d90よりも小さい直径を有しており、そして、そのセットの微粒子の、その粒子セットの全質量を基準にした質量で10%が、この所定の第1の参照直径d90よりも大きい直径を有している。 In other words, the particle size distribution is characterized by a value of a first reference diameter d90, i.e. in the defined set of particles, relative to the total mass of the particle set of the particles in the set. 90% by mass has a diameter smaller than this predetermined first reference diameter d90, and 10% by mass of the fine particles of the set relative to the total mass of the particle set. , Has a diameter greater than this predetermined first reference diameter d90.

別の言い方をすれば、第1の参照直径d90よりも小さな直径を有する粒子セットの粒子は、粒子サイズ分布を質量でした場合、その粒子セットの全質量の90%を占めている。 In other words, the particles of the particle set having a diameter smaller than the first reference diameter d90 occupy 90% of the total mass of the particle set when the particle size distribution is mass.

この場合、工程a)で混合された粗原料物質の微粒子のセットの粒子サイズ分布を代表するその第1の参照直径d90は、50ミリメートル(mm)以下、好ましくは20ミリメートル(mm)以下となるように選択されるであろう。その第1の参照直径は、好ましくは15ミリメートル(mm)〜100マイクロメートル(μm)の間、より好ましくは10ミリメートル(mm)〜500マイクロメートル(μm)の間、さらには5ミリメートル(mm)〜1ミリメートル(mm)の間であろう。第1の参照直径d90はさらに、上に示したものよりも、もっと小さく、たとえば、1マイクロメートル以下になるように選択することも可能であろう。特には、第1の参照直径d90は、下記の数値以下で選択するのがよい:20mm、15mm、10mm、5mm;1mm、900μm、800μm、700μm、600μm、500μm、400μm、300μm、200μm、100μm、50μm、20μm、10μm;5μm、1μm、0.5μm、0.4μm、0.3μm。 In this case, the first reference diameter d90 representing the particle size distribution of the set of fine particles of the crude raw material mixed in step a) is 50 mm (mm) or less, preferably 20 mm (mm) or less. Will be selected. Its first reference diameter is preferably between 15 millimeters (mm) and 100 micrometers (μm), more preferably between 10 millimeters (mm) and 500 micrometers (μm), and even 5 millimeters (mm). Will be between ~ 1 millimeter (mm). The first reference diameter d90 could also be chosen to be much smaller than that shown above, eg, less than 1 micrometer. In particular, the first reference diameter d90 may be selected below the following values: 20 mm, 15 mm, 10 mm, 5 mm; 1 mm, 900 μm, 800 μm, 700 μm, 600 μm, 500 μm, 400 μm, 300 μm, 200 μm, 100 μm, 50 μm, 20 μm, 10 μm; 5 μm, 1 μm, 0.5 μm, 0.4 μm, 0.3 μm.

その粒子セットの粒子サイズ分布を代表する、第2の参照直径d10は、その直径より下に、使用した微粒子の、前記微粒子のセットの全質量を基準にした質量で10%が存在している直径と定義される。 The second reference diameter d10, which represents the particle size distribution of the particle set, has 10% of the mass of the used fine particles based on the total mass of the fine particle set below the diameter. Defined as diameter.

別の言い方をすれば、その粒子サイズ分布が、ある値の第2の参照直径d10によって特徴づけられる、すなわち定義される微粒子のセットでは、そのセットの微粒子の、その微粒子セットの全質量を基準にした質量で10%が、この所定の第2の参照直径d10よりも小さい直径を有しており、そして、そのセットの微粒子の、その微粒子セットの全質量を基準にした質量で90%が、この所定の第2の参照直径d10よりも大きい直径を有している。 In other words, the particle size distribution is characterized by a value of a second reference diameter d10, i.e. in the defined set of particles, relative to the total mass of the set of particles in the set. 10% by mass has a diameter smaller than this predetermined second reference diameter d10, and 90% by mass of the fine particles of the set relative to the total mass of the fine particle set. , Has a diameter greater than this predetermined second reference diameter d10.

別の言い方をすれば、第2の参照直径d10よりも小さな直径を有する粒子セットの粒子は、粒子サイズ分布を質量でした場合、その粒子セットの全質量の10%を占めている。 In other words, the particles of the particle set having a diameter smaller than the second reference diameter d10 occupy 10% of the total mass of the particle set when the particle size distribution is mass.

工程a)で混合された粗原料物質の微粒子のセットの粒子サイズ分布を代表する第2の参照直径d10は、従って、0.08マイクロメートル(μm)以上、好ましくは0.1マイクロメートル(μm)以上となるように選択されるであろうが、前記第2の参照直径d10は、言うまでもないことであるが、第1の参照直径d90よりは常に小さい。第2の参照直径d10は、1マイクロメートル(μm)〜5ミリメートル(mm)の間、好ましくは10マイクロメートル(μm)〜1ミリメートル(mm)の間、さらには100マイクロメートル(μm)〜500マイクロメートル(μm)の間となるのが好ましいであろう。具体的には、第2の参照直径d10は、下記の数値以上で選択するのがよい:0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、20μm、50μm、100μm、200μm、500μm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm。 The second reference diameter d10, which represents the particle size distribution of the set of microparticles of crude material mixed in step a), is therefore 0.08 micrometers (μm) or greater, preferably 0.1 micrometers (μm). ), But the second reference diameter d10 is, needless to say, always smaller than the first reference diameter d90. The second reference diameter d10 is between 1 micrometer (μm) and 5 millimeters (mm), preferably between 10 micrometers (μm) and 1 millimeter (mm), and even between 100 micrometers (μm) and 500. It would preferably be between micrometers (μm). Specifically, the second reference diameter d10 may be selected by the following numerical values or more: 0.1 μm, 0.2 μm, 0.3 μm, 0.4 μm, 0.5 μm, 0.6 μm, 0. 7 μm, 0.8 μm, 0.9 μm, 1 μm, 2 μm, 3 μm, 4 μm, 5 μm, 6 μm, 7 μm, 8 μm, 9 μm, 10 μm, 20 μm, 50 μm, 100 μm, 200 μm, 500 μm, 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm.

粒子のセットの粒子サイズ分布を代表するメディアン直径d50は、それより下に、前記微粒子のセットの全質量を基準にした質量で、使用された微粒子の50%が存在している直径である。したがって、その粒子サイズ分布が、ある値のメディアン直径d50によって特徴づけられる、すなわち定義される微粒子のセットでは、そのセットの微粒子の50質量%が、この与えられたメディアン直径d50よりも小さな直径を有し、そして、そのセットの微粒子の50質量%が、この与えられたメディアン直径d50よりも大きい直径を有している。 The median diameter d50, which represents the particle size distribution of the set of particles, is a mass below that, based on the total mass of the set of fine particles, and is the diameter at which 50% of the fine particles used are present. Thus, in a set of particles whose particle size distribution is characterized by a value of median diameter d50, i.e. defined, 50% by weight of the particles in the set have a diameter smaller than this given median diameter d50. And 50% by weight of the fine particles in the set have a diameter greater than this given median diameter d50.

微粒子の各種セットのサイズ分布の特性を表す、すなわちサイズ分布を定義する、参照直径d90、d10、及びメディアンd50は、そのセットの微粒子のそれぞれの統計的サイズ分布を表す粒子サイズ曲線から得られる。 The reference diameters d90, d10, and median d50, which represent the characteristics of the size distribution of the various sets of microparticles, i.e. define the size distribution, are obtained from a particle size curve representing the respective statistical size distribution of the microparticles in that set.

実際には、直径d90、d10、及びd50は、たとえば沈降法(X線吸収検出法)又はレーザー回折法(ISO 13320規格)など、各種の方法で求めることができる。 In practice, the diameters d90, d10, and d50 can be determined by various methods such as a precipitation method (X-ray absorption detection method) or a laser diffraction method (ISO 13320 standard).

本発明の文脈においては、微粒子のサイズは、ISO 13320規格に従い、たとえば、Mastersizer 2000 レーザー粒子サイズ分析計(Malvern社で商品化)を用いた、レーザー回折法により測定される。 In the context of the present invention, the size of the microparticles is measured according to ISO 13320 standards, for example, by laser diffraction using a Mastersizer 2000 laser particle size analyzer (commercialized by Malvern).

図1に、レッドボーキサイトの微粒子の二つのバッチ(すなわち、セット)L1及びL2の累積サイズ分布の例を示している。より詳しくは、図1においては、y軸は、x軸に表示されたサイズ以下の直径を有する、そのバッチの微粒子のセットの全質量を基準にした質量で、対象となっているバッチの中の微粒子の累積パーセントを表している。このグラフは、レッドボーキサイトの微粒子のこれら二つのバッチで、第1の参照直径d90が約8ミリメートル、第2の参照直径d10が約0.5ミリメートル〜0.315ミリメートルの間、そしてメディアン直径d50が、2ミリメートル〜3.15ミリメートルの間であることを示している。 FIG. 1 shows an example of the cumulative size distribution of two batches (ie, sets) L1 and L2 of red bauxite microparticles. More specifically, in FIG. 1, the y-axis is a mass based on the total mass of a set of fine particles of the batch having a diameter equal to or less than the size indicated on the x-axis, and is in the target batch. Represents the cumulative percentage of fine particles in. This graph shows these two batches of red bauxite microparticles, with a first reference diameter d90 of about 8 mm, a second reference diameter d10 between about 0.5 mm and 0.315 mm, and a median diameter d50. Indicates that it is between 2 mm and 3.15 mm.

微粒子の粒子サイズ分布は、モノモーダルであることが可能であるが、これは、その粒子のセットの粒子によって採用された全部の直径の内で、一つの直径がその他の直径を凌駕しているということ、或いは、直径の一つが、その他の採用された直径と比較して、粒子の顕著に高いパーセントで採用されているということを意味している。 The particle size distribution of the particles can be monomodal, in which one diameter outperforms the other of the total diameters adopted by the particles in the set of particles. This means that one of the diameters is employed at a significantly higher percentage of the particles compared to the other adopted diameters.

別な場合においては、その粒子サイズ分布が、マルチモーダルであってもよいが、これは、その粒子セットの粒子によって採用される全部の直径の内で、いくつかの直径が、その他の直径を凌駕していること、或いは、狭い直径範囲の中で、いくつかの直径が、粒子の、より高いパーセントを占めていることを意味している。 In other cases, the particle size distribution may be multimodal, but this is because some of the diameters employed by the particles in the particle set have other diameters. Beyond, or within a narrow diameter range, it means that some diameters make up a higher percentage of the particles.

図2は、「ELMIN」として知られているレッドボーキサイトの微粒子のあるバッチの、バイモーダルな粒子サイズ分布の例を示している。より詳しくは、図2において、y軸は、x軸に表示された寸法に等しい直径を有する、レッドボーキサイトの微粒子のパーセントを、そのバッチの微粒子のセットの全容積を基準にした容積で表している。 FIG. 2 shows an example of a bimodal particle size distribution for a batch of red bauxite particles known as "ELMIN". More specifically, in FIG. 2, the y-axis represents the percentage of red bauxite particles having a diameter equal to the dimensions indicated on the x-axis, relative to the total volume of the set of particles in the batch. There is.

この曲線上には、ELMINの粒子セットの粒子直径の粒子サイズ分布において、二つのピーク、すなわち、直径400マイクロメートルの第1の粒子のピーク(粒子の7質量%)、及び直径約2.5マイクロメートルの第2の粒子のピーク(粒子の0.8質量%)を見ることができる。 On this curve, there are two peaks in the particle size distribution of the particle diameter of the ELMIN particle set, namely the peak of the first particle with a diameter of 400 micrometers (7% by mass of the particle), and about 2.5 in diameter. The peak of the second particle of the micrometer (0.8% by mass of the particle) can be seen.

一般的には、第1の参照直径d90と第2の参照直径d10との差が、その粒子サイズ分布の広がりを反映している。したがって、第1と第2の参照直径、d90とd10との間の差が小さいほど、粒子サイズ分布が「より狭い(narrower)」、すなわち、その粒子セットの粒子直径の範囲が、より狭い、或いは、直径の値が相互により近い。それとは逆に、第1と第2の参照直径、d90とd10との間の差が大きいほど、粒子サイズ分布が「より広い(wider)」、すなわち、その粒子セットの粒子直径が、広い範囲の値の中にある、或いは、その直径の値が、はるかに離れている可能性がある。 In general, the difference between the first reference diameter d90 and the second reference diameter d10 reflects the spread of the particle size distribution. Therefore, the smaller the difference between the first and second reference diameters, d90 and d10, the "narrower" the particle size distribution, i.e., the narrower the range of particle diameters in the particle set. Alternatively, the diameter values are closer to each other. Conversely, the greater the difference between the first and second reference diameters, d90 and d10, the "wider" the particle size distribution, that is, the wider the particle set diameter of the particle set. The values of, or their diameters, may be far apart.

本発明の文脈においては、粒子サイズ分布は、必要に応じて、相対的に広くも又は狭くも、選択することができる。特に、広い粒度分布を有する粗原料物質粒子のセットは、粒子の積重ねがより良好となり、そのため、圧密化物質を作製するのに要する水硬結合剤の量を減らすことができるであろう。この粒子のセットから作製した圧密化物質は、より良好な機械的圧縮強度を示すであろう。他方では、その粉化率は、より狭い粒子サイズ分布を有する粒子セットから作製した圧密化物質のそれよりも高くなるであろう。 In the context of the present invention, the particle size distribution can be selected, either relatively wide or narrow, as desired. In particular, a set of crude material particles with a wide particle size distribution will result in better particle stacking, which will reduce the amount of water-hard binder required to produce the compacted material. Consolidation materials made from this set of particles will exhibit better mechanical compressive strength. On the other hand, its pulverization rate will be higher than that of consolidated materials made from particle sets with a narrower particle size distribution.

特に、工程a)より前に、篩別、及び/又は破砕、及び/又は摩砕、及び/又は異なった粒子サイズのスライスのとりまとめ(assembling different particle size slices)、及び/又はフィラーの添加のような追加の操作をして、使用される粒子のサイズを調節したり、前記粒子セットの粒子サイズ分布を修正したりすることも可能である。 In particular, prior to step a), such as sieving and / or crushing and / or grinding and / or assembling differential particle sizes and / or addition of fillers. It is also possible to adjust the size of the particles used and to modify the particle size distribution of the particle set by performing additional operations.

本発明におけるプロセスは、粗原料物質の微粒子のリサイクルを促進することを目的としたが、しかしながら、追加のコストを抑制したり、粗原料物質のブロックを取り扱う各種のステージで発生する微粒子を、可能な限り使用したりすることも重要である。 The process in the present invention was intended to facilitate the recycling of microparticles of crude material, however, to reduce additional costs and to produce microparticles generated at various stages of handling blocks of crude material. It is also important to use it as much as possible.

さらには、工程a)より前に、粗原料物質の微粒子をここで、乾燥オーブン中に110℃で24時間置くことにより乾燥させるのも有利である。 Furthermore, it is also advantageous to dry the coarse particles of the crude raw material here by placing them in a drying oven at 110 ° C. for 24 hours prior to step a).

本発明におけるプロセスの工程a)においては、ここで予め乾燥させておいた粗原料物質の微粒子を、水硬結合剤及び任意選択的にその他の乾燥した添加物と混合して、ドライ組成物を形成させる。 In step a) of the process in the present invention, the fine particles of the crude raw material previously dried here are mixed with a water-hard binder and optionally other dried additives to prepare a dry composition. To form.

粗原料物質を乾燥させる予備工程は任意工程ではあるが、ドライ組成物を混合する工程b)の実施を容易にするためには、好ましい。 Although the preliminary step of drying the crude raw material is an optional step, it is preferable in order to facilitate the implementation of the step b) of mixing the dry composition.

説明の残りの部分で、「水硬結合剤(hydraulic binder)」という用語は、水と混合して、アグロメレート粒子を互いに固化させることが可能な、ペースト状の稠度を有する物質を形成するのに適した、粉体又は粉体の混合物を指すであろう。別の言い方をすれば、説明の残りの部分で、「水硬結合剤」という用語は、水と混合したときに、冷時でも、また別の反応性物質を添加する必要もなく固化し、水中と同様、空気中でも固化する、物質を指すのに使用される。 In the rest of the description, the term "hydraulic binder" is used to form a paste-like consistency material that can be mixed with water to solidify agglomerate particles with each other. It will refer to a suitable powder or mixture of powders. In other words, in the rest of the description, the term "water-hard binder" solidifies when mixed with water, even in the cold, without the need to add another reactive substance. It is used to refer to substances that solidify in air as well as in water.

「ドライ組成物(dry composition)」という用語は、ドライ物質、すなわち15%以下の残存湿分含量を有する物質の混合物を指すが、その残存湿分含量は、粗原料物質粒子のセットの総質量と、オーブン中110℃で24時間乾燥させた後のその質量との差(質量損失とも呼ばれる)を計算し、その差を前記総質量で割り算することによって評価される。別の言い方をすれば、残存湿分は、次式に従って得られる:
[(総質量)−(オーブン乾燥後の質量)]/(総質量)
The term "dry composition" refers to a dry substance, a mixture of substances having a residual moisture content of 15% or less, the residual moisture content of which is the total mass of a set of crude material particles. And the difference (also called mass loss) from the mass after drying in an oven at 110 ° C. for 24 hours is calculated, and the difference is evaluated by dividing by the total mass. In other words, the residual moisture is obtained according to the following equation:
[(Total mass)-(Mass after oven drying)] / (Total mass)

したがって、ここでは、ドライ組成物とは、水硬結合剤、及び粗原料物質の微粒子(前記粗原料物質の微粒子は、必ずしも、オーブン乾燥させる必要はない)、及び任意選択的にその他の添加物の混合物を指すことになるであろう。 Therefore, here, the dry composition is a water-hard binder, fine particles of the crude raw material (the fine particles of the crude material do not necessarily have to be oven-dried), and optionally other additives. Will refer to a mixture of.

水−混合された組成物とは、水を添加した後のドライ組成物である。ある程度の時間、水と接触させた後では、水硬結合剤(又は、水硬結合剤を含むドライ組成物)が、それの水との水和反応のために固化するが、これを、「硬化(set)」と言う。 The water-mixed composition is a dry composition after the addition of water. After contact with water for some time, the water-hard binder (or a dry composition containing the water-hard binder) solidifies due to its hydration reaction with water. It is called "set".

ここで、その水硬結合剤は、以下のものから選択される:ポルトランドセメント、アルミン酸カルシウムセメント、スルホアルミネートセメント、フライアッシュと混合したセメント、高炉スラグと混合したセメント、ポゾランと混合したセメント、又は後者の混合物。 Here, the water-hard binder is selected from the following: Portland cement, calcium aluminate cement, sulfoluminate cement, cement mixed with fly ash, cement mixed with blast furnace slag, cement mixed with pozzolan. , Or a mixture of the latter.

その水硬結合剤が、水硬結合剤粒子のセットであり、その粒子サイズ分布が、100マイクロメートル以下の第1の参照直径d90で表されるのが好ましい。 The water-hard binder is preferably a set of water-hard binder particles whose particle size distribution is preferably represented by a first reference diameter d90 of 100 micrometers or less.

水硬結合剤及び微細粗原料物質粒子のセットを含むドライ組成物は、モノモーダル又はマルチモーダルな粒子サイズ分布を有していてよい、すなわち、水硬結合剤及び粗原料物質粒子のセットが、単一の優勢な直径を有していても、或いは、いくつかの優勢な直径を有していてもよい。 A dry composition comprising a set of water hard binder and fine crude material particles may have a monomodal or multimodal particle size distribution, i.e. the set of water hard binder and crude material particles It may have a single dominant diameter, or it may have several dominant diameters.

その水硬結合剤が、アルミン酸カルシウムセメント、すなわち、アルミン酸カルシウム粉体を含んでいるのが好ましい。 It is preferable that the water-hard binder contains calcium aluminates cement, that is, calcium aluminates powder.

実際に、本発明におけるプロセスにおいてアルミン酸カルシウムセメントを使用することによって、特に高温、すなわち500℃を越える温度の工業プロセスにおいて使用する場合に、二次微粒子の発生量を少なくした圧密化物質を得ることが可能となった。 In fact, by using calcium aluminates cement in the process of the present invention, a consolidated substance with a reduced amount of secondary fine particles generated can be obtained, especially when used in an industrial process at a high temperature, that is, a temperature exceeding 500 ° C. It became possible.

本発明におけるプロセスにおいてアルミン酸カルシウムセメントを使用するとさらに、その崩壊温度(融解温度とも呼ばれる)が予想できる圧密化物質を得ることも可能となる。 The use of calcium aluminates cement in the process of the present invention also makes it possible to obtain a consolidation material whose decay temperature (also called melting temperature) can be predicted.

アルミン酸カルシウムセメントは、それに含まれている、ライムのCaO(セメント製造業者の表記法では「C」)と、アルミナのAl(セメント製造業者の表記法では「A」)との間のモル比で同定することができ、これは、より一般的には、C/A比(セメント製造業者の表記法による)として知られている。 Calcium aluminate cement during the contained in it, and lime CaO (in cement manufacturers Notation "C"), and Al 2 O 3 alumina ( "A" in the cement manufacturer notation) It can be identified by the molar ratio of, more commonly known as the C / A ratio (according to the cement manufacturer's notation).

本明細書においては、使用されるアルミン酸カルシウムセメントは、0.1〜3の間のC/Aモル比を有している。 As used herein, the calcium aluminates cement used has a C / A molar ratio between 0.1 and 3.

水硬結合剤としては、たとえば0.95のC/A比を有するCiment Fondu(登録商標)、又は0.71のC/A比を有するSECAR(登録商標)51セメントが挙げられる。 Examples of the water-hard binder include Cement Fondu (registered trademark) having a C / A ratio of 0.95 and SECAR (registered trademark) 51 cement having a C / A ratio of 0.71.

この場合、そのドライ組成物には、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で、1%〜50%の水硬結合剤、さらにより好ましくは2.5%〜15%の水硬結合剤を含む。 In this case, the dry composition contains 1% to 50% of a water-hard binder, more preferably 2.5% to 15% of a water-hard binder, based on the total mass of the dry composition. including.

実際には、ドライ組成物に添加する水硬結合剤の量は、水硬結合剤の性質、粗原料物質の微粒子の性質、及びそれらの粒子分布、並びに、圧密化物質として求められる性質、特に機械的圧縮強度の面に依存する。 In practice, the amount of water-hard binder added to the dry composition depends on the properties of the water-hard binder, the properties of the fine particles of the crude material, and their particle distribution, as well as the properties required as a consolidation material, especially It depends on the aspect of mechanical compression strength.

一般的には、ドライ組成物の中での水硬結合剤含量を増やすと、機械的性能の改良がもたらされるが、コストも増大する。したがって、妥協点を見出す必要がある。 In general, increasing the water-hard binder content in the dry composition results in improved mechanical performance, but also increases cost. Therefore, a compromise needs to be found.

さらに、本願出願人の気づいたところでは、ドライ組成物の中の水硬結合剤の含量を増やすと、機械的強度がある程度までは上昇するが、水硬結合剤が過剰になると、圧縮操作と相容れなくなり、コスト的にも望ましくなくなる。 Furthermore, the applicant of the present application has noticed that increasing the content of the water-hard binder in the dry composition increases the mechanical strength to some extent, but when the water-hard binder becomes excessive, a compression operation is performed. It becomes incompatible and cost-effective.

工程a)において、そのドライ組成物に添加物を添加することもまた可能である。特に、必要に応じて、水−混合された組成物の作業性(すなわちこの場合、その水−混合された組成物が、それを圧縮型の中に導入することが可能である粘度を有している時間)をより良好に調節するための、レオロジー変性剤たとえば、界面活性剤又は高性能減水剤(superplasticizer)(「シアシンニング剤(shear−thinning agent)」とも呼ばれる)、さらには硬化抑制剤若しくは硬化加速剤を添加することもできる。 In step a), it is also possible to add additives to the dry composition. In particular, if desired, the workability of the water-mixed composition (ie, in this case, the water-mixed composition has a viscosity that allows it to be introduced into the compression mold. Rheology modifiers, such as surfactants or superplasticizers (also referred to as "shear-thinning agents"), as well as sclerosis inhibitors, to better regulate (time). Alternatively, a curing accelerator can be added.

それらの添加物によってさらに、粗原料物質と水硬結合剤との間の混合物を、特に、前記粗原料物質と前記結合剤とを、相互に特定の親和性を全く有していないような場合にも、より均質にすることが可能となる。 Further, with these additives, when the mixture between the crude material and the water-hard binder, in particular, the crude material and the binder do not have any specific affinity for each other. Also, it becomes possible to make it more homogeneous.

特に、界面活性剤としてはDefoam(登録商標)(Peramin)又はVinapor(BASF)、高性能減水剤としてはCompac500(登録商標)(Peramin)、そして硬化促進剤としては炭酸リチウムを添加することが可能である。 In particular, it is possible to add Defoam (registered trademark) (Peramin) or Vinapor (BASF) as a surfactant, Compac500 (registered trademark) (Peramin) as a high-performance water reducing agent, and lithium carbonate as a curing accelerator. Is.

たとえば、ロックウールを粗原料物質として、そしてCiment Fondu(登録商標)を水硬結合剤として使用した場合、濃縮ソーダ灰に溶解させた炭酸リチウムを添加物として使用することが可能である。実際には、特に、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で、以下のものを含む組成物を作製することが可能であろう:
− 86.4%のロックウール、
− 12.9%のCiment Fondu(登録商標)、
− 0.7%の炭酸リチウム(LiCO)。
For example, when rock wool is used as a crude material and Cement Fondu® is used as a water-hard binder, lithium carbonate dissolved in concentrated soda ash can be used as an additive. In practice, it would be possible to make a composition comprising the following, in particular with a mass relative to the total mass of the dry composition:
− 86.4% rock wool,
-12.9% Cement Fondu®,
-0.7% lithium carbonate (Li 2 CO 3 ).

このドライ組成物に添加する混合水のpHは、濃ソーダ水を数滴添加することによって、13に調節する。実際には、この場合には、38ミリリットル(mL)の混合水のためには、1mol/Lに濃縮した濃ソーダ溶液の3.8ミリリットル(mL)を、34.2ミリリットル(mL)の水に添加する。 The pH of the mixed water added to this dry composition is adjusted to 13 by adding a few drops of concentrated soda water. In practice, in this case, for 38 ml (mL) of mixed water, 3.8 ml (mL) of concentrated soda solution concentrated to 1 mol / L, 34.2 ml (mL) of water. Add to.

本発明におけるプロセスは、粗原料物質の微粒子のリサイクルを目的としているので、コスト的な理由から、添加物の使用は、可能な限り少なくしたい。しかしながら、圧縮ステージ又は高温(500℃以上)で圧密化した物質の最終的な性質のいずれにも悪影響が出ない限りにおいて、それらの使用が禁止されている訳ではない。 Since the process in the present invention aims at recycling fine particles of crude raw material, it is desired to use as few additives as possible for cost reasons. However, their use is not prohibited unless either the compression stage or the final properties of the material compacted at high temperatures (500 ° C. or higher) are adversely affected.

実際には、工程a)においては、その粗原料物質の微粒子を秤量し、さらには水硬結合剤、各種の添加物を添加し、そしてその集成体を、手で混合しても、しなくてもよい。混合を容易にするために、ミキサー、たとえばPerrierタイプのミキサーを使用するのが好ましい。そのようなミキサーは、特に本発明の文脈においては、140回転/分の速度で、1分間回転するように設定することができる。 In practice, in step a), the coarse particles of the crude material may be weighed, a water hard binder, various additives may be added, and the aggregate may or may not be mixed by hand. You may. In order to facilitate mixing, it is preferable to use a mixer, for example a Perrier type mixer. Such a mixer can be set to rotate for 1 minute at a speed of 140 rpm, especially in the context of the present invention.

工程b)
本発明におけるプロセスの工程b)の際に、工程a)の最後で得られたドライ組成物を、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で、1%〜35%の水と混合する。
Step b)
During step b) of the process in the present invention, the dry composition obtained at the end of step a) is mixed with 1% to 35% water by mass based on the total mass of the dry composition.

ドライ組成物を、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で、好ましくは3%〜15%の水、より好ましくは3%〜9%の水と混合する。 The dry composition is mixed with preferably 3% to 15% water, more preferably 3% to 9% water by mass relative to the total mass of the dry composition.

一般的には、その水硬結合剤を完全に水和させ、そして粗原料物質の微粒子の表面を濡らして、均質な水−混合された組成物が得られるのに十分な量で水を添加する。組成物の中の水が多すぎると、水−混合された組成物の粘着性が高くなりすぎて、工程c)の最後に脱型する場合、及び/又は型をクリーニングする場合に、問題を起こす可能性がある。さらに、過剰な水は、組成物の圧縮相の間に脱水現象(dewatering phenomenon)をもたらす可能性もあり、そうなると、最終の圧密化物質に脆さを招くことになるが、前記脆さは、水が、都合のよい経路を通って排出されることにより引き起こされる。混合水の量が不十分であると、そのために、最終的に得られる圧密化物質の表面に粉化現象が起きる、すなわち、圧密化物質の表面上に二次微粒子が発生する。 In general, the water-hard binder is completely hydrated and the surface of the microparticles of the crude material is wetted and water is added in an amount sufficient to give a homogeneous water-mixed composition. To do. Too much water in the composition can cause problems with the water-mixed composition becoming too sticky and demolding at the end of step c) and / or cleaning the mold. May wake up. In addition, excess water can also result in dehydration during the compression phase of the composition, which can lead to brittleness in the final compacted material, said brittleness. It is caused by the drainage of water through a convenient route. If the amount of mixed water is insufficient, this causes a pulverization phenomenon on the surface of the finally obtained consolidated substance, that is, secondary fine particles are generated on the surface of the consolidated substance.

実際には、工程b)において、混合水をドライ組成物に加えて、混合する。特に、その組成物を、Perrierタイプのミキサーで、たとえば140回転/分の速度で1分間混合することができる。 In practice, in step b), the mixed water is added to the dry composition and mixed. In particular, the composition can be mixed in a Perrier type mixer, for example, at a rate of 140 rpm for 1 minute.

組成物の増湿及び混合物の均質化を容易にするために、その組成物のいくつかの異なった場所に、同時又は順次に水を添加する。 Water is added simultaneously or sequentially to several different locations of the composition to facilitate humidification of the composition and homogenization of the mixture.

工程c)
そのようにして工程b)の最後で得られた水−混合された組成物を、次いで、振動にかける。
Step c)
The water-mixed composition thus obtained at the end of step b) is then subjected to vibration.

この目的のためには、その水−混合された組成物を、圧密化物質の望まれる最終の形に相当する形状を有する、剛性のある、たとえばスチール製の型の中に導入する。たとえば、その型は、約10センチメートルのオーダー、特には20センチメートルに等しい典型的な寸法を有する、円筒又は平行六面体(parallelepipedal)の形状を有していてよい。 For this purpose, the water-mixed composition is introduced into a rigid, eg steel mold, having a shape corresponding to the desired final form of the consolidation material. For example, the mold may have the shape of a cylinder or parallelepiped, with typical dimensions equal to about 10 centimeters, especially 20 centimeters.

充填させたら、たとえば振動台の上に置くか、又は各種その他の振動手段によって、その型を振動させる。「充填させた(filled)」という用語は、本明細書においては、その型の内部容積が、少なくとも部分的に、その混合された組成物で占められているということを意味している。 Once filled, the mold is vibrated, for example by placing it on a shaking table or by various other vibrating means. The term "filled" means, as used herein, that the internal volume of the mold is at least partially occupied by the mixed composition.

振動によって、その型の中に導入された水−混合された組成物の内部に抱え込まれていた空気の量が少なくなる。 The vibration reduces the amount of air trapped inside the water-mixed composition introduced into the mold.

それに加えて、混合工程及び/又は型への充填工程で偏りが生じている場合には、その型の中の粗原料物質の微粒子を均質化させるのに振動が役立つ。別の言い方をすれば、振動が、型の中の粒子の分散を均質化させるのに役立つ。 In addition, if there is a bias in the mixing step and / or filling step into the mold, vibration will help to homogenize the microparticles of the crude material in the mold. In other words, vibration helps to homogenize the dispersion of particles in the mold.

その振動は、20ヘルツ(Hz)〜80ヘルツ(Hz)の間、好ましくは25Hz〜75Hzの間の振動数を有している。この振動数範囲は、型の中に導入された組成物の粘度によく適合している。たとえば、その振動は、20Hz、25Hz、30Hz、35Hz、40Hz、45Hz、50Hz、55Hz、60Hz、65Hz、70Hz、75Hz、又は80Hzの振動数を有している。 The vibration has a frequency between 20 hertz (Hz) and 80 hertz (Hz), preferably between 25 Hz and 75 Hz. This frequency range fits well with the viscosity of the composition introduced into the mold. For example, the vibration has a frequency of 20 Hz, 25 Hz, 30 Hz, 35 Hz, 40 Hz, 45 Hz, 50 Hz, 55 Hz, 60 Hz, 65 Hz, 70 Hz, 75 Hz, or 80 Hz.

その振動が、0.3ミリメートル(mm)〜5ミリメートル(mm)の間の振幅を有しているのが有利である。特には、その振動の振幅を、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、又は5mmとすることができる。この場合の振動の振幅は、所定の方向への型の最大移動距離に相当する。この振幅範囲はさらに、型の中に導入された組成物の粘度によく適合している。別の言い方をすれば、振幅は、型の移動の両極端の位置の差を表している。 It is advantageous that the vibration has an amplitude between 0.3 mm (mm) and 5 mm (mm). In particular, the amplitude of the vibration is 0.3 mm, 0.4 mm, 0.5 mm, 0.6 mm, 0.7 mm, 0.8 mm, 0.9 mm, 1 mm, 1.5 mm, 2 mm, 2.5 mm, 3 mm. , 3.5 mm, 4 mm, 4.5 mm, or 5 mm. The amplitude of vibration in this case corresponds to the maximum moving distance of the mold in a predetermined direction. This amplitude range also fits well with the viscosity of the composition introduced into the mold. In other words, the amplitude represents the difference in position between the two extremes of mold movement.

型の中に導入した組成物は、2.5秒〜15秒の間の時間、振動させる。 The composition introduced into the mold is vibrated for a time between 2.5 and 15 seconds.

次いで、振動を印加するのと同時に、その組成物に圧縮応力を印加する。 Then, at the same time as applying vibration, compressive stress is applied to the composition.

そのことにより、その組成物の振動が、圧縮応力を印加する前に実施されるだけでなく、圧縮応力を印加している間も実施される。 As a result, the vibration of the composition is carried out not only before the compressive stress is applied, but also while the compressive stress is applied.

組成物を圧縮する際には、その圧縮の方向に向けて振動させるのが有利である。別の言い方をすれば、圧縮の方向に合わせて、型が往復運動をする。 When compressing the composition, it is advantageous to vibrate in the direction of the compression. In other words, the mold reciprocates in the direction of compression.

したがって、たとえば、その圧縮が、一般的に垂直方向であるならば、その型は、すなわち振動の振幅に等しい距離を、予め定めた振動数、すなわちその振動の振動数に等しい振動数で、数ミリメートル上下運動する。 So, for example, if the compression is generally vertical, then the type is a number, i.e. a distance equal to the amplitude of the vibration, at a predetermined frequency, i.e. a frequency equal to the frequency of the vibration. Move up and down millimeters.

圧縮応力を印加している間は、印加する振動が非調和であるのが有利である。別の言い方をすれば、その振動が、非調和プロファイルを有している。この場合、「非調和(nonharmonic)」という用語は、その振動の振動数及び振幅が、経時的に一定ではない、すなわち、非調和振動が、非周期性である(振動に、周期性が存在しない)ということを意味している。それとは逆に、「調和(harmonic)」振動は、時間が経過しても一定に保持された、1種又は複数の周波数及び振幅からなっている、すなわち、調和振動は、周期性がある。別の言い方をすれば、印加された非調和振動の振動数及び振幅は、時間経過したときに規則性がない、すなわち、それらは、工程c)の実施中に、規則的に繰り返されるような値をとらない。 It is advantageous that the applied vibrations are anharmonic while the compressive stress is applied. In other words, the vibration has an anharmonic profile. In this case, the term "anharmonic" means that the frequency and amplitude of the vibration is not constant over time, that is, the anharmonic vibration is aperiodic (the vibration has periodicity). Does not mean). Conversely, a "harmonic" vibration consists of one or more frequencies and amplitudes that remain constant over time, i.e., a harmonic vibration is periodic. In other words, the frequencies and amplitudes of the applied anharmonic vibrations are not regular over time, i.e. they are regularly repeated during the implementation of step c). Take no value.

実際には、たとえば、少なくとも1種のショックにより、振動を故意に攪乱して、振動を不規則に(すなわち非周期的に)することができる。したがって、型は、圧縮の方向に合わせて、規則的に、すなわち周期的に動かされるだけではなく、それはさらに、振動の調和を乱すための、少なくとも1種の短く、高強度の攪乱も受けている。したがって、その非調和振動は、正弦波プロファイルと攪乱とを合計した形に相当するプロファイルを有している。 In practice, for example, at least one type of shock can deliberately disturb the vibrations, causing them to be irregular (ie, aperiodic). Therefore, the mold is not only moved regularly, i.e. periodically, in the direction of compression, but it is also subject to at least one type of short, high-intensity disturbance to disturb the vibrational harmony. There is. Therefore, the anharmonic vibration has a profile corresponding to the sum of the sinusoidal profile and the disturbance.

たとえば、その振動台に取り付けた少なくとも1種のアンバランス励振器(unbalance exciter)を回転させることによって、振動を作り出すことが可能であり、その振動台を叩く少なくとも1種のインパクターによって、この振動を非調和にする。アンバランス励振器と振動台のプレートの間に挿入した、可動式のくさびを使用して、アンバランス励振器の回転がそのくさびに衝撃を与え、それによって、振動の非調和化の促進を作り出すことも可能である。 For example, it is possible to create a vibration by rotating at least one type of anharmonic exciter attached to the shaking table, and this vibration is caused by at least one type of impactor hitting the shaking table. To be out of harmony. Using a movable wedge inserted between the unbalanced exciter and the plate of the shaking table, the rotation of the unbalanced exciter impacts the wedge, thereby creating a promotion of vibration anharmonicity. It is also possible.

実際には、圧縮を印加するのと組み合わせて、振動に対して優先的に適用される特異性、特に、振動の方向及び振動の非調和化は、圧縮を印加する前に実施される振動にも、適用してもよい。 In practice, in combination with the application of compression, the specificity applied preferentially to the vibration, in particular the direction of the vibration and the anharmonicity of the vibration, to the vibration performed before the application of compression. May also be applied.

先にも述べたように、本発明におけるプロセスでは、振動と組み合わせて高い圧縮応力を組成物に印加する。 As mentioned earlier, in the process of the present invention, a high compressive stress is applied to the composition in combination with vibration.

「圧縮応力(compressive stress)」は、圧縮力を、前記力が印加される表面積で割り算をしたものと定義されるが、前記表面は、圧縮力、すなわち圧縮力の方向に対して垂直である。 "Compressive stress" is defined as the compressive force divided by the surface area to which the force is applied, but the surface is perpendicular to the compressive force, i.e. the direction of the compressive force. ..

この場合、組成物に印加される圧縮応力は、2メガパスカル(MPa)以上である。具体的には、その圧縮応力は、2メガパスカル(MPa)〜5メガパスカル(MPa)の間とすることができる。それが、10メガパスカル(MPa)以上で選択されてもよい。たとえば、それは、2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa、11MPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、20MPa、25MPa、30MPa、35MPa、40MPa、45MPa、50MPa、55MPa、60MPa、65MPa、70MPaに等しく選択される。この高い圧縮応力は、水硬結合剤の硬化の開始時に、粗原料物質の微粒子を共に密接に維持し、それによって、粒子相互間の高い凝集性が確保される。 In this case, the compressive stress applied to the composition is 2 megapascals (MPa) or more. Specifically, the compressive stress can be between 2 megapascals (MPa) and 5 megapascals (MPa). It may be selected at 10 megapascals (MPa) or higher. For example, it is 2 MPa, 3 MPa, 4 MPa, 5 MPa, 6 MPa, 7 MPa, 8 MPa, 9 MPa, 10 MPa, 11 MPa, 12 MPa, 13 MPa, 14 MPa, 15 MPa, 20 MPa, 25 MPa, 30 MPa, 35 MPa, 40 MPa, 45 MPa, 50 MPa, 55 MPa, 60 MPa, It is selected equally to 65 MPa and 70 MPa. This high compressive stress keeps the coarse particles of the crude material in close contact with each other at the onset of curing of the water-hard binder, thereby ensuring high cohesiveness between the particles.

実際には、その物質に印加される圧縮応力が高いほど、粗原料物質粒子が相互により強く圧密化され、そして水硬結合剤が、前記粒子の間に、それ自身、より強制的に挿入されて、圧密化物質の凝集、すなわちその高い機械的圧縮強度及び低い粉化性が確保される。 In fact, the higher the compressive stress applied to the material, the stronger the consolidation of the crude material particles with each other, and the more forcibly inserted the water-hard binder between the particles. Therefore, the aggregation of the consolidated substance, that is, its high mechanical compressive strength and low pulverizability is ensured.

実際には、その圧縮力は、型の中に導入した、混合された組成物の一つの側に、均質に印加される。たとえば、圧縮力を、その型の一つの側面の表面と同じサイズのプランジャーの手段で印加する。 In practice, the compressive force is applied homogeneously to one side of the mixed composition introduced into the mold. For example, compressive force is applied by means of a plunger of the same size as the surface of one side of the mold.

一般的には、工程c)は十分に短い時間で実施し、そのため、その組成物には、型の中で硬化するだけの時間はない。別の言い方をすれば、その水−混合された組成物は、振動及び圧縮応力の印加のために、水硬結合剤が、水との反応を実際に開始することなく、それ自体で自立し(stand by itself)、それにより、工程c)の最後に得られた圧密化物質は、変形することなく、しかしながら硬化を開始することもなく、脱型することができる。工程c)の最後には、その組成物は、十分にしっかりとしていて、脱型及び微妙な取扱いも可能となっている。 In general, step c) is carried out in a sufficiently short time so that the composition does not have enough time to cure in the mold. In other words, the water-mixed composition is self-sustaining due to the application of vibration and compressive stresses, without the water-hard binder actually initiating a reaction with water. (Stand by itself), thereby the consolidation material obtained at the end of step c) can be demolded without deformation, but without initiating hardening. At the end of step c), the composition is firm enough to allow demolding and delicate handling.

工程c)の後で、圧密化物質を型から取り出す。脱型の後で、その圧密化物質が硬化を開始する、すなわち、水によって水硬結合剤が水和され、実際に固化する。この固化プロセスの間に、その機械的強度が発現する。 After step c), the consolidation material is removed from the mold. After demolding, the compacted material begins to cure, i.e., water hydrates the water-hard binder and actually solidifies. During this solidification process, its mechanical strength develops.

有利には、圧密化物質の脱型に続けて、圧密化物質を、予め定めた温度及び湿分を調節した雰囲気で、乾燥オーブン中に置く工程を実施するのが好ましい。水硬結合剤が「硬化し(set)」、それによって圧密化物質が固化するのは、このオーブン乾燥工程の間である。 Advantageously, it is preferable to carry out a step of placing the consolidated substance in a drying oven in a predetermined temperature and moisture controlled atmosphere, following the demolding of the consolidated substance. It is during this oven-drying process that the water-hard binder "sets", thereby solidifying the compacted material.

一般的には、オーブン乾燥工程が、圧密化物質をエージングさせることとなる、すなわちその物質を固化させて、それが、一般に「構造化(structuring)」と呼ばれている現象に従って、機械的強度の獲得を開始する。アルミナセメントを使用した場合、硬化は、圧縮工程の2〜3時間後、好ましくはオーブン乾燥工程の間に起きる。このオーブン乾燥工程は、圧密化物質の顕微鏡的構造に影響する。 In general, the oven-drying process results in the aging of the consolidated material, i.e. solidifying the material, which is mechanically strong according to a phenomenon commonly referred to as "structuring". Start acquiring. When alumina cement is used, curing occurs 2-3 hours after the compression step, preferably during the oven drying step. This oven drying process affects the microscopic structure of the consolidation material.

実際には、そのオーブン乾燥条件は、使用した水硬結合剤に依存する。特には、オーブン乾燥は、予め定めた時間、予め定めた温度、そして相対湿度の閾値以上の相対湿度で実施される。 In practice, the oven drying conditions depend on the water-hard binder used. In particular, oven drying is performed for a predetermined time, at a predetermined temperature, and at a relative humidity above a relative humidity threshold.

この場合、圧密化物質を乾燥オーブン中に24時間置くことが選択される。 In this case, it is selected to place the consolidation material in a drying oven for 24 hours.

相対湿度の閾値は、使用した水硬結合剤に合わせて選択する。 The relative humidity threshold is selected according to the water-hard binder used.

たとえば、使用した水硬結合剤がアルミン酸カルシウムセメントであった場合には、その圧密化物質を、80%以上の相対湿度で、少なくとも24時間、乾燥オーブン中に入れておく。 For example, if the water-hard binder used is calcium aluminates cement, the compacted material is placed in a drying oven at a relative humidity of 80% or higher for at least 24 hours.

乾燥オーブン中に含まれている空気の相対湿度(湿度(degree of humidity)とも呼ばれる)は、その空気の中に含まれている水蒸気の分圧の、同一温度での飽和蒸気圧(vapor pressure、又はvapor tension)に対する比率と定義される。別の言い方をすれば、相対湿度は、乾燥オーブン中の空気の水蒸気含量と、予め定めた温度条件下でこの空気が水を含む最大容量との間の比率を表している。 The relative humidity of the air contained in the drying oven (also called humidity of humidity) is the saturated vapor pressure (vapor pressure) of the partial pressure of the water vapor contained in the air at the same temperature. Or it is defined as the ratio to vapor tension). In other words, relative humidity represents the ratio between the water vapor content of the air in the drying oven and the maximum volume of this air containing water under predetermined temperature conditions.

圧密化物質の表面の機械的特性が、二次微粒子の形成を制限するのに極めて重要である。二次微粒子の生成を最小限に維持するためには、その水硬結合剤が、可能な限り完全に水和されなければならない。いくつかの場合では、工程c)で振動及び圧縮応力の印加の前に、工程b)で加えた混合水が、ドライ組成物、特に水硬結合剤を完全に水和させるには不十分である。この目的のためには、オーブン乾燥の際の相対湿度が、優先的には、第1の予め定めた閾値の90%より上、さらには、第2の予め定めた閾値の95%より上でなければならない。 The mechanical properties of the surface of the consolidation material are extremely important in limiting the formation of secondary particulates. In order to minimize the formation of secondary microparticles, the water-hard binder must be as completely hydrated as possible. In some cases, the mixed water added in step b) prior to the application of vibration and compressive stresses in step c) is not sufficient to completely hydrate the dry composition, especially the water-hard binder. is there. For this purpose, the relative humidity during oven drying is preferably above 90% of the first preset threshold and even above 95% of the second preset threshold. There must be.

それに加えて、オーブン乾燥温度もまた、圧密化物質の最終的な顕微鏡的構造に対して極めて重要であり、そして使用した水硬結合剤に依存する。 In addition, the oven drying temperature is also crucial for the final microscopic structure of the compacted material and depends on the water-hard binder used.

実際には、使用した水硬結合剤がアルミン酸カルシウムセメントである場合には、オーブン乾燥を、10℃〜28℃の間の温度で実施する。優先的には、オーブン乾燥を、15℃〜25℃の間、さらには18℃〜20℃の間の温度で実施する。 In practice, if the water-hard binder used is calcium aluminates cement, oven drying is performed at a temperature between 10 ° C and 28 ° C. Priority is given to oven drying at temperatures between 15 ° C. and 25 ° C., even between 18 ° C. and 20 ° C.

ポルトランドセメント又は硫酸アルミン酸カルシウムのようなその他の水硬結合剤を使用する場合には、機械的強度を発揮させるには、より高いオーブン乾燥温度が望ましい。 When using other water-hard binders such as Portland cement or calcium aluminates sulfate, higher oven drying temperatures are desirable for mechanical strength.

使用した水硬結合剤が、優先的に、主結晶相としてモノアルミン酸カルシウム(CA)を含むアルミン酸カルシウムセメント(C/Aモル比が1である)である場合には、水和反応により形成される水和物は、その水和温度に依存する。しかしながら、水和温度が高いほど、形成される水和物の占める容積が小さくなり、前記水和物を形成させるためにCAによって消費される水分子が少なくなり、そして、形成された水和物が圧密化物質の機械的強度の発現に及ぼす寄与が少なくなる。この理由から、圧密化物質は、水和反応を促進させ、その結果圧密化物質を固化させるのに十分な高い温度であるが、その一方で、形成された水和物が、圧密化物質に対して所望の性質を与え、そしてアルミン酸カルシウムタイプの水硬結合剤から得られたこれらの水和物の転換現象(すなわち、脱水現象による、水和物の化学的転移)を最小化させるのに十分な低い温度で、オーブン乾燥するべきである。 When the water-hard binder used is preferentially calcium aluminate cement (C / A molar ratio is 1) containing calcium monoaluminate (CA) as the main crystal phase, it is formed by a hydration reaction. The hydrate to be produced depends on its hydration temperature. However, the higher the hydration temperature, the smaller the volume of hydrate formed, the less water molecules consumed by CA to form the hydrate, and the less hydrate formed. Contributes less to the development of mechanical strength of the compacted material. For this reason, the compacted material is at a temperature high enough to accelerate the hydration reaction and thus solidify the compacted material, while the hydrates formed become the compacted material. In contrast, it provides the desired properties and minimizes the conversion of these hydrates (ie, the chemical transfer of hydrates due to dehydration) obtained from calcium aluminate type water-hard binders. Should be oven dried at a temperature low enough to.

したがって、乾燥オーブンの中で圧密化物質の固化を完了させることができれば、その圧密化物質の機械的性質が改良される。 Therefore, if the consolidation of the consolidated material can be completed in the drying oven, the mechanical properties of the consolidated material will be improved.

言うまでもないことであるが、一つの代替法として、オーブン乾燥ではなく、大気空気中に放置して、硬化を完了させることもまた可能である。 Needless to say, as an alternative, it is also possible to leave in air air instead of oven drying to complete the cure.

そのようにして得られた圧密化物質は、水硬結合剤によってアグロメレート化された粗原料物質の均質な層を形成する。 The compacted material thus obtained forms a homogeneous layer of crude material agglomerated by the water-hard binder.

そのようにして得られた圧密化物質は、20℃で3メガパスカル以上の機械的圧縮強度を特徴としている。 The consolidated material thus obtained is characterized by a mechanical compressive strength of 3 megapascals or more at 20 ° C.

それに加えて、それは、15%未満、好ましくは10%未満の粉化率を有している。たとえば、その粉化率は、15%以下、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%以下であってよい。 In addition, it has a pulverization rate of less than 15%, preferably less than 10%. For example, the pulverization rate may be 15% or less, 14%, 13%, 12%, 11%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5% or less.

このように粉化率が低いことによって、その物質が、二次微粒子をわずかしか発生しないことが確保される。これは、その摩耗抵抗性が高いということを意味している。 Such a low pulverization rate ensures that the substance produces very little secondary fine particles. This means that its wear resistance is high.

粉化率T、すなわち二次微粒子の発生率は、一方では、圧密化物質の初期質量と粉化後の前記圧密化物質の質量との差、そして他方では、前記圧密化物質の初期質量、の比である。粉化率は、次式に従って表すこともできる:
T=[初期質量−最終質量]/初期質量
The pulverization rate T, that is, the generation rate of secondary fine particles, is, on the one hand, the difference between the initial mass of the consolidation substance and the mass of the consolidation substance after pulverization, and on the other hand, the initial mass of the consolidation substance. Is the ratio of. The pulverization rate can also be expressed according to the following equation:
T = [initial mass-final mass] / initial mass

以下の「実施例」の項で、粉化率Tを実際にどのようにして測定するかを説明する。 In the section of "Examples" below, how to actually measure the pulverization rate T will be described.

有利には、上で単一層の圧密化物質を得るために説明したことと同じ原理に従って、多層圧密化物質、すなわち、粗原料物質の少なくとも2層の別個の層を含むものを形成させることも可能である。 Advantageously, it is also possible to form a multi-layer consolidation material, i.e. containing at least two separate layers of crude material, according to the same principles described above for obtaining a single layer consolidation material. It is possible.

そのような多層圧密化物質には、特に、互いに重ね合わせた層の積重ね物(stack of layers superimposed on each other)、又は他の層の中に封入された層であって、それにより、少なくとも1層の外側層の中に一体化されて封入されたコアを含んでいてもよい。 Such multi-layer consolidation materials include, in particular, stacks of layers superimposed on each other, or layers encapsulated within other layers, thereby at least one. It may include a core that is integrated and enclosed within the outer layer of the layer.

より詳しくは、互いに重ね合わせた少なくとも2層の積重ね物を含む多層圧密化物質が、先に説明したプロセスによって得ることができるが、まとめると、次のようになる:
工程b)の最後に得られた混合された組成物を用いて物質の第1の層を形成させ、
工程c)の前の工程p1)において、工程a)及びb)を繰り返すことによって、少なくとも1種の他の混合された組成物を形成させ、
工程p2)において、工程p1)で得られた前記他の混合された組成物を、工程b)の最後に形成された前記第1の層の上に置いて、混合された組成物の少なくとも二つの層の積重ね物を形成させ、そして
工程c)において、工程p2)で形成された前記積重ね物を、前記20ヘルツ〜80ヘルツの間の振動数及び前記0.3ミリメートル以上の振幅で振動させ、次いで、前記振動と組み合わせて、前記圧縮応力を前記積重ね物に印加する。
More specifically, a multi-layer consolidation material containing at least two layers of superposition on top of each other can be obtained by the process described above, but in summary:
The mixed composition obtained at the end of step b) is used to form a first layer of material.
In step p1) prior to step c), steps a) and b) are repeated to form at least one other mixed composition.
In step p2), the other mixed composition obtained in step p1) is placed on the first layer formed at the end of step b) and at least two of the mixed compositions are placed. A stack of two layers is formed, and in step c), the stack formed in step p2) is vibrated at a frequency between 20 hertz and 80 hertz and an amplitude of 0.3 mm or more. Then, in combination with the vibration, the compressive stress is applied to the stack.

工程p1)は、すべての点で、先に述べた工程a)及びb)と同様である。 Step p1) is the same as steps a) and b) described above in all respects.

別の言い方をすれば、工程p1)においては、また別のドライ組成物が、その粒子サイズ分布が、50ミリメートル以下の第1の参照直径d90及び0.08マイクロメートル以上の第2の参照直径d10で定義されるまた別の原料物質粒子のセットと、他方では、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で1%〜50%のまた別の水硬結合剤とを混合することによって形成され、次いで、形成された前記その他のドライ組成物を、前記その他のドライ組成物の全質量を基準にした質量で1%〜35%の水と混合して、前記その他の混合された組成物を形成させる。 In other words, in step p1), another dry composition has a first reference diameter d90 with a particle size distribution of 50 mm or less and a second reference diameter of 0.08 micrometer or more. Formed by mixing another set of raw material particles as defined by d10 and, on the other hand, another water-hard binder of 1% to 50% by mass relative to the total mass of the dry composition. Then, the other dry composition formed is mixed with 1% to 35% water by mass based on the total mass of the other dry composition, and the other mixed composition is mixed. To form.

工程b)の最後に得られたものと、工程p1)の最後で得られたもの、2種の混合された組成物は異なっているが、それらが同一であると認識できれば好ましい。それらの違いは、具体的には、粗原料物質粒子の本質、及び/又はそれらの粒子サイズ分布、及び/又は使用した水硬結合剤の本質、及び/又は使用した結合剤の量、及び/又はドライ組成物を混合するのに使用した水の量のためである可能性がある。 The one obtained at the end of step b) and the one obtained at the end of step p1) are different, but it is preferable if they can be recognized as the same. The differences are specifically the essence of the crude material particles and / or their particle size distribution, and / or the essence of the water-hard binder used, and / or the amount of binder used, and / Or it may be due to the amount of water used to mix the dry composition.

工程p1)は、必要に応じて何回でも繰り返して、多層圧密化物質における所望する積重ね層として、同一又は異なった多くの混合された組成物を形成させることが可能である。 Step p1) can be repeated as many times as necessary to form many identical or different mixed compositions as the desired stacked layers in the multilayer compacted material.

第1の工程b)の最後に得られた第1の混合された組成物を型の中に入れて、物質の第1の層を形成させる。工程p1)の最後に得られた第2の混合された組成物を、この第1の層の上に置いて、2層の積重ね物を形成させる。こうすることによって、型の中で、混合された組成物をいくつでも重ね合わせて、多層圧密化物質の中にそれに相当する数の層を形成させることができる。 The first mixed composition obtained at the end of the first step b) is placed in a mold to form a first layer of material. The second mixed composition obtained at the end of step p1) is placed on top of this first layer to form a two-layer stack. By doing so, any number of mixed compositions can be superposed in the mold to form a corresponding number of layers in the multi-layer consolidation material.

混合された組成物をすべて、型の中で次々と上に積重ねた後で、初めて、単一層物質を得るプロセスについて先に説明した条件下(すなわち、20Hz〜80Hzの間の少なくとも1種の振動数と0.3mm以上の振幅での振動)で、型を振動させ、そして次いで、その振動と組み合わせて、2メガパスカル以上の圧縮力を印加する。 Only after all the mixed compositions are stacked on top of each other in the mold, the process of obtaining a single layer material under the conditions described above (ie, at least one vibration between 20 Hz and 80 Hz). The mold is vibrated with a number and vibration with an amplitude of 0.3 mm or more), and then combined with the vibration, a compressive force of 2 megapascals or more is applied.

別の言い方をすれば、先に述べた工程c)は、混合された組成物を重ね合わせることによって形成された層の積重ね物の上で実施される。したがって、工程c)は、事実上、前記積重ね物の中に含まれる、第1の混合された組成物に適用される。 In other words, step c) described above is carried out on a stack of layers formed by superimposing the mixed compositions. Therefore, step c) is effectively applied to the first mixed composition contained in the stack.

具体的には、この場合、第1の混合された組成物によって形成された第1の層も、或いは、互いに他の上に追加した混合された組成物によって形成されたいずれの中間層も、最後の混合された組成物がその他全部の上に置かれるまでは、振動されたり、圧縮力を印加されたりすることはない。積重ね物を形成する、他のものの上に最後の混合された組成物が載せられた後で、初めて、単一層物質を得るためのプロセスについて先に説明した条件下で、振動され、次いで、振動と共に圧縮力を印加される。 Specifically, in this case, either the first layer formed by the first mixed composition, or any intermediate layer formed by the mixed composition added on top of each other. No vibrations or compressive forces are applied until the final mixed composition is placed on top of everything else. Only after the final mixed composition has been placed on top of the others forming the stack, is it vibrated and then vibrated under the conditions described above for the process for obtaining a single layer material. A compressive force is applied together with.

こうすることによって、少なくとも2層の積重ね層を含む多層圧密化物質を、簡単な方法で作成することが可能となる。 By doing so, it becomes possible to prepare a multi-layer consolidation material containing at least two stacked layers by a simple method.

別な方法として、最後の混合された組成物を、その他のものの上に置いて最終的な積重ね物を形成させる前に、少なくともその第1の層、又は、前記第1の層とその第1の層の上に析出させた何層かの中間層とで形成された中間積重ね物を振動させることも可能である。最後の混合された組成物を、その他のものの上に置いて最終的な積重ね物を形成させる前に、少なくともその第1の層、又は、前記第1の層とその第1の層の上に析出させた何層かの中間層とで形成された中間積重ね物に圧縮力をかけることもまた可能である。 Alternatively, at least its first layer, or said first layer and its first, prior to placing the final mixed composition on top of others to form the final stack. It is also possible to vibrate the intermediate stack formed by several intermediate layers deposited on the layer. The final mixed composition is placed on at least its first layer, or on top of said first layer and its first layer, before placing it on top of others to form the final stack. It is also possible to apply a compressive force to the intermediate stack formed by several precipitated intermediate layers.

中間積重ね物を振動させることによって、粒子を、相互に関連して、最適に配列させることが可能となる。その中間積重ね物に、たとえ低くても、圧縮応力を印加することによって、最終的な脱型の後に、規則的な層を得ることが可能となる。そのために、中間の圧密化によって、最終的な多層圧密化物質の美的外観が改良される。 By vibrating the intermediate stack, the particles can be interrelated and optimally aligned. By applying compressive stresses to the intermediate stack, even if low, it is possible to obtain regular layers after the final demolding. Therefore, the intermediate consolidation improves the aesthetic appearance of the final multi-layer consolidation material.

少なくとも1層の外側層の中に封入されたコアを含む多層圧密化物質が、先に述べたプロセスの一つによって得ることが可能であるが、まとめると、次のようになる:
工程n1)において、粗原料物質のコアを備え、前記コアは、0.1メガパスカル(MPa)以上の機械的強度を有し、
先に述べたプロセスの工程c)の前の、工程n2)又はn2’)において、前記コアを、工程b)及び/又は工程p1)において得られた、混合された組成物の少なくとも1種の中に完全に封入し、そして、
工程c)において、前記少なくとも1種の混合された組成物及び前記封入されたコアを含む前記集成体を、前記20ヘルツ〜80ヘルツの間の振動数及び前記0.3ミリメートル以上の振幅で振動させ、次いで、前記振動と組み合わせて、前記集成体に前記圧縮応力を印加する。
A multi-layer consolidation material containing a core encapsulated in at least one outer layer can be obtained by one of the processes described above, which can be summarized as follows:
In step n1), a core of a crude raw material is provided, and the core has a mechanical strength of 0.1 megapascal (MPa) or more.
At least one of the mixed compositions obtained in step b) and / or step p1) said core in step n2) or n2') prior to step c) of the process described above. Completely enclosed inside, and
In step c), the assembly containing the at least one mixed composition and the enclosed core is vibrated at a frequency between 20 Hz and 80 Hz and an amplitude of 0.3 mm or more. Then, in combination with the vibration, the compressive stress is applied to the aggregate.

工程n1)においては、最終的な多層圧密化物質の内側層を形成させることを目的としたコアは、機械的強度を有しているので、このコアを扱って、それを動かすことが可能となる。 In step n1), the core intended to form the inner layer of the final multi-layer consolidation material has mechanical strength, so it is possible to handle this core and move it. Become.

ここで問題となっている機械的強度は、EN 196規格に記載されているプロトコールに従って評価した機械的圧縮強度(メガパスカル(MPa)の単位で表す)である。 The mechanical strength in question here is the mechanical compressive strength (expressed in units of megapascals (MPa)) evaluated according to the protocol described in the EN 196 standard.

工程n1においては、そのコアが、天然の固体物質たとえば、ボーキサイト又は石灰石のブロックであってよい。 In step n1, the core may be a block of natural solid material such as bauxite or limestone.

それは、なんらかの圧密化プロセスによって、たとえば天然又は合成由来の微細物質を圧密化又は粒状化することによって得られる、合成の固体物質であってもよい。 It may be a synthetic solid material obtained by some consolidation process, for example by consolidation or granulation of natural or synthetically derived micromaterials.

特に、コアは、すでに公知の圧密化プロセスによって得ることができる。 In particular, the core can be obtained by a already known consolidation process.

別な方法として、そのコアが、先に述べた本発明のプロセスの一つによって得られる圧密化物質であってもよい。別の言い方をすれば、コアは、先に述べた工程a)、b)及びc)に従って得られた「単一層(single layer)」の圧密化物質であってよく、或いは、先に述べた工程a)、b)、p1)、p2)及びc)に従って得られた少なくとも2層の積重ね物を含む多層物質であってもよい。 Alternatively, the core may be a consolidation material obtained by one of the processes of the invention described above. In other words, the core may be a "single layer" compacted material obtained according to steps a), b) and c) described above, or as described above. It may be a multilayer material containing a stack of at least two layers obtained according to steps a), b), p1), p2) and c).

そのコアが、いずれかの種類の圧密化プロセスによって得られた圧密化物質である場合、そのコアが、前記コアを封入する目的の組成物を得るために、工程a)で使用された粒子のセットのそれと同様の特性を有する粗原料物質粒子のセットを含んでいるのが好ましい。具体的には、コアを形成させるために使用された粒子の他のセットの粗原料物質の粒子サイズ分布及び特性が、工程a)に関連して先に述べたのと同じになるであろう。しかしながら、コアを形成させるために使用される粒子の他のセットの粗原料物質粒子の特性、特に粒子サイズ分布が、コアを封入するための組成物を形成させるのに使用された粒子のセットの粗原料物質粒子の特性、特に粒子サイズ分布と、同一である必要はない。 If the core is a consolidation material obtained by any type of consolidation process, then the core is of the particles used in step a) to obtain the desired composition for encapsulating the core. It preferably contains a set of crude material particles having properties similar to those of the set. Specifically, the particle size distribution and properties of other sets of crude material used to form the core will be the same as previously described in connection with step a). .. However, the properties of other sets of crude material particles used to form the core, especially the particle size distribution, of the set of particles used to form the composition for encapsulating the core. It does not have to be the same as the characteristics of the crude material particles, especially the particle size distribution.

最終的な多層圧密化物質においては、コア、さらにはそれを取り巻く圧密化された外側層が異なっているのが好ましい。この違いは、たとえば、それらが含んでいる粗原料物質の性質のため、及び/又はそれら個々の粒子セットの粒子サイズ分布のためであってもよい。 In the final multi-layer consolidation material, it is preferable that the core and the compacted outer layer surrounding it are different. This difference may be due, for example, to the nature of the crude materials they contain and / or to the particle size distribution of their individual particle sets.

そのコアが、先に述べた本発明のプロセスの一つに従って得られたものである場合、そのコアを形成させるために使用した水硬結合剤の量、粒子サイズ分布、及び性質が、前記コアを封入する目的の組成物で使用される結合剤のそれと類似している、すなわち、そのコアの水硬結合剤が、先に述べた特性を有していてもよい。それとは逆に、コアを形成させるために使用した水硬結合剤の性質、粒子サイズ分布、及び/又は量が、そのコアを取り囲む混合された組成物を形成させるために使用した水硬結合剤のそれと、同一でなくてもよい。 When the core is obtained according to one of the processes of the present invention described above, the amount, particle size distribution, and properties of the water-hard binder used to form the core are the core. The water-hard binder in its core, which is similar to that of the binder used in the composition of interest for encapsulation, may have the properties described above. Conversely, the properties, particle size distribution, and / or amount of the water-hard binder used to form the core used to form the mixed composition surrounding the core. It does not have to be the same as that of.

工程n1)、工程n2)又はn2’)でコアを備える方法とは無関係に、コアが、工程b)及び/又は工程p1)で得られた、少なくとも1種の混合された組成物の中に完全に封入されている。別の言い方をすれば、前記混合された組成物が、コアの下、回り、及び上のいずれにも置かれて、前記混合された組成物の中に前記コアを完全に封入している。 Regardless of the method of including the core in step n1), step n2) or n2'), the core is contained in at least one mixed composition obtained in step b) and / or step p1). It is completely enclosed. In other words, the mixed composition is placed under, around, and above the core to completely enclose the core in the mixed composition.

第1の可能性に従えば、そのコアは、したがって、たとえば工程b)(工程n2))で得られたような、一つで同一の混合された組成物の中に完全に封入することもできる。 According to the first possibility, the core can therefore be completely encapsulated in one and the same mixed composition, for example as obtained in steps b) (step n2)). it can.

この目的のためには、たとえば、工程b)において得られた前記混合された組成物を、そのコアの寸法よりは大きな寸法(高さ及び幅)を有する型の底に置き、その上に次いで多層圧密化物質の「コア」を形成することになるコアを置き、次いで、前記混合された組成物を用いて、コアと型との間の側面の空間を充填し、前記コアを完全に覆う。 For this purpose, for example, the mixed composition obtained in step b) is placed on the bottom of a mold having dimensions (height and width) greater than the dimensions of its core, and then on top of that. Place the core that will form the "core" of the multi-layer compaction material, then use the mixed composition to fill the lateral space between the core and the mold and completely cover the core. ..

コアは、上述のプロセスの工程p1)の最後に得られる混合された組成物の中に封入してもよい。この場合においては、得られた最終的な多層圧密化物質は、第1の層と、次いで、その中に前記コアが一体として封入された(工程n2’))第2の層とを有している。 The core may be encapsulated in the mixed composition obtained at the end of step p1) of the process described above. In this case, the final multi-layer consolidation material obtained has a first layer and then a second layer in which the core is integrally encapsulated (step n2'). ing.

第2の可能性に従えば、そのコアが、二つの個別且つ異なった混合された組成物の中に封入されて、それにより、それが、第1の混合された組成物によって部分的に囲まれ、そして第2の混合された組成物によっても部分的に囲まれていてもよい。このことにより、層の積重ね物の二つの重なった層の間の界面にコアが閉じ込められたことになる(工程n2’の変法)。 According to the second possibility, the core is encapsulated in two separate and different mixed compositions, whereby it is partially enclosed by the first mixed composition. And may also be partially enclosed by a second mixed composition. As a result, the core is confined at the interface between the two overlapping layers of the layer stack (a modified method of step n2').

この目的のためには、たとえば、工程b)で得られた前記混合された組成物を、そのコアの寸法よりは大きな寸法(高さ及び幅)を有する型の底に置き、コアをそこに置くと、次いでそれが、多層圧密化物質の「コア」を形成することとなり、そのコアと型との間の側面の空間を、これと同一の混合された組成物を用いてそのコアの高さの半分まで充填し、次いで、コアと型との間の側面の空間を、たとえば工程p1)の最後に得られる第2の混合された組成物を用いて充填して、前記第2の混合された組成物を用いて前記コアを完全に覆う。 For this purpose, for example, the mixed composition obtained in step b) is placed on the bottom of a mold having dimensions (height and width) greater than the dimensions of its core and the core is placed there. When placed, it then forms the "core" of the multi-layer compaction material, and the lateral space between the core and the mold is the height of the core using the same mixed composition. The side space between the core and the mold is then filled to half the height, for example with the second mixed composition obtained at the end of step p1), said second mixing. The core is completely covered with the prepared composition.

工程c)は、先に述べたのと同様であるが、ただし、少なくとも1層の外側層の中に封入されたコアを有する多層物質の場合においては、振動、次いで振動と共に圧縮応力を、混合された組成物及び封入されたコアを含む集成体に印加する。 Step c) is the same as described above, except that in the case of a multilayer material having a core enclosed in at least one outer layer, vibration and then compressive stress are mixed with the vibration. It is applied to an assembly containing the composition and the enclosed core.

混合された組成物及び封入されたコアを含む集成体に対して圧縮応力を印加すると、実際のところ、この圧縮応力がコアに印加され、そしてこの圧縮応力が混合された組成物に印加されることになる。したがって、工程c)は、実際のところ、少なくとも第1の混合された組成物に対して実施される。 When compressive stress is applied to the mixed composition and the assembly containing the encapsulated core, the compressive stress is actually applied to the core, and this compressive stress is applied to the mixed composition. It will be. Therefore, step c) is actually performed on at least the first mixed composition.

そのようにすると、少なくとも1層の外側層の中に完全に封入されたコアを含む多層圧密化物質が得られる。 Doing so results in a multi-layer consolidation material containing a core completely encapsulated in at least one outer layer.

別な方法として、工程n1)において使用されたコアは、それ自体で、層の中に封入された、また別のコアを含む多層圧密化物質、すなわち直前に述べたプロセスに従って得られた多層圧密化物質となり得ることは、容易に理解できるであろう。 Alternatively, the core used in step n1) is itself a multi-layer consolidation material encapsulated in a layer and containing another core, i.e., a multi-layer consolidation obtained according to the process described immediately before. It will be easy to understand that it can be a chemical substance.

単一層の圧密化物質を得るためのプロセスに関連させて記述してきたことの残りは、本発明のプロセスの一つによって得られる多層圧密化物質(層の上に層を積み重ねた層の積重ね物を含む多層圧密化物質、又は、少なくとも1層の外側層の中に包み込まれた層を含む多層圧密化物質)にもあてはめることができる。 The rest of what has been described in relation to the process for obtaining a single layer consolidation material is the multi-layer consolidation material obtained by one of the processes of the present invention (a stack of layers with layers on top of each other). It can also be applied to a multi-layer consolidation material containing, or a multi-layer consolidation material containing a layer encapsulated in at least one outer layer).

互いに重ね合わせた層の積重ね物を含む多層圧密化物質は、多層圧密化物質を得るためのプロセスに従って得ることも可能であり、それに従えば、第1の層が、次の工程に従って製造される:
a)一方では、その粒子サイズ分布が、50ミリメートル以下の第1の参照直径d90と0.08マイクロメートル以上の第2の参照直径d10とを特徴とする粗原料物質粒子のセットと、他方では、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で1%〜50%の水硬結合剤とを混合することにより、ドライ組成物(dry composition)を形成させ、
b)工程a)で形成させた前記ドライ組成物を、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で、1%〜35%の水と混合して、混合された組成物を形成させ、
c’)工程b)で得られた混合された組成物を、20ヘルツ〜80ヘルツの間の振動数と0.3ミリメートル以上の振幅とで振動させ、次いで、その振動と組み合わせて、前記混合された組成物に圧縮応力を印加する。
Multilayer consolidation materials, including stacks of layers stacked on top of each other, can also be obtained according to the process for obtaining the multi-layer consolidation material, according to which the first layer is produced according to the next step. :
a) On the one hand, a set of crude material particles whose particle size distribution is characterized by a first reference diameter d90 of 50 millimeters or less and a second reference diameter d10 of 0.08 micrometer or more, and on the other hand. , A dry composition is formed by mixing 1% to 50% of a water-hard binder based on the total mass of the dry composition.
b) The dry composition formed in step a) is mixed with 1% to 35% water at a mass based on the total mass of the dry composition to form a mixed composition.
c') The mixed composition obtained in step b) is vibrated at a frequency between 20 hertz and 80 hertz and an amplitude of 0.3 mm or more, and then combined with the vibration to form the mixture. Compressive stress is applied to the resulting composition.

層の積重ね物を含む多層圧密化物質を得るための、このプロセスの工程a)及びb)は、すべての点で、単一層の圧密化物質を得るためのプロセスについて先に述べた、工程a)及びb)に類似している。 Steps a) and b) of this process for obtaining a multi-layer consolidation material containing a layered stack are, in all respects, described above for the process for obtaining a single layer consolidation material, step a. ) And b) are similar.

工程c’)は、すべての点で、単一層の圧密化物質を得るためのプロセスの工程c)について先に述べたのと類似しているが、違っているのは、工程c’)において印加される圧縮応力の値が2MPa以上ということが、必須ではないという点である。たとえば、それが、0.1MPaのオーダーであってもよい。 Step c') is in all respects similar to step c) of the process for obtaining a single layer compacted material, except in step c'). The point is that it is not essential that the value of the applied compressive stress is 2 MPa or more. For example, it may be on the order of 0.1 MPa.

この第1の層が、層の積重ね物の底の層を形成する。 This first layer forms the bottom layer of the layer stack.

次いで、その次の層を形成させるために、先に述べた工程a)及びb)を繰り返すことにより、また別の混合された組成物を作製し、前記その他の混合された組成物を、前の層の上に置く。 Then, in order to form the next layer, another mixed composition is prepared by repeating the steps a) and b) described above, and the other mixed composition is preliminarily applied. Place on top of the layer.

実際には、第1の層を形成させる工程c’)の最後に、前記の工程a)及びb)の繰り返しによって得られた他の水−混合された組成物を直接加える(以下、同様)。 In practice, the other water-mixed composition obtained by repeating steps a) and b) above is directly added to the end of step c') for forming the first layer (hereinafter, the same applies). ..

そのようにして、同一の型の中で、すでに形成されている第1の層の上に、前記その他の混合された組成物が置かれる。 In that way, the other mixed composition is placed on top of the already formed first layer in the same mold.

その他の水−混合された組成物が、特には、それが、その性質が第1の層の原料物質粒子のセットのそれとは異なるか、及び/又はその粒子サイズ分布が異なる粗原料物質の微粒子のセットを含んでいる点で、物質の第1の層を形成させるために使用された第1の水−混合された組成物とは異なっているのが好ましい。このその他の水−混合された組成物において使用される水硬結合剤は、結合剤と粗原料物質の比率と同様、同じであっても、異なっていてもよい。 Other water-mixed compositions, in particular, fine particles of crude material whose properties differ from those of the set of raw material particles of the first layer and / or whose particle size distribution is different. It is preferably different from the first water-mixed composition used to form the first layer of material in that it contains a set of. The water-hard binder used in this other water-mixed composition may be the same or different, similar to the ratio of binder to crude material.

たとえば、その第1の層が、前記第1のドライ組成物の全質量を基準にした質量で85%のレッドボーキサイト(その粒子サイズ分布は、20ミリメートル以下の第1の参照直径d90、及び0.08マイクロメートル以上の第2の参照直径d10を有している)、及び15%のCiment Fondu(登録商標)セメントを含む第1のドライ組成物から形成することが可能であり、そしてその第2の層が、前記第2のドライ組成物の全質量を基準にした質量で95%の石灰石CaCO(その粒子サイズ分布は、20ミリメートル以下の第1の参照直径d90及び0.08マイクロメートル以上の第2の参照直径d10を有している)、及び5%のCiment Fondu(登録商標)セメントを含むドライ組成物から形成されるということは、想像可能である。 For example, the first layer is 85% red bauxite by mass relative to the total mass of the first dry composition (its particle size distribution is less than 20 millimeters, first reference diameter d90, and 0. It has a second reference diameter d10 of .08 micrometers or more), and can be formed from a first dry composition comprising 15% Cement Fondu® cement, and its first. Layer 2 is 95% limestone CaCO 3 by mass relative to the total mass of the second dry composition (its particle size distribution is less than 20 millimeters, first reference diameter d90 and 0.08 micrometers. It has the second reference diameter d10 above), and it is imaginable that it is formed from a dry composition containing 5% Cement Fondu® cement.

次いで、この第2の組成物を水と混合し、そしてそのように混合された第2の組成物を、物質の第1の層がすでに含まれている型の中に導入することが実施される。その第2の組成物は、第1の組成物の場合と同じ比率で水と混合してもよいし、或いは同じでなくてもよい。 It is then carried out that the second composition is mixed with water and the second composition thus mixed is introduced into a mold that already contains a first layer of material. To. The second composition may or may not be mixed with water in the same proportions as in the case of the first composition.

たとえば、上に挙げた例において、第1のドライ組成物を、第1のドライ組成物の全質量を基準にした質量で7%の水と混合し、それに対して、第2のドライ組成物を、前記第2のドライ組成物の全質量を基準にした質量で5%の水と混合する。 For example, in the example given above, the first dry composition is mixed with 7% water by mass relative to the total mass of the first dry composition, whereas the second dry composition Is mixed with 5% water by mass based on the total mass of the second dry composition.

その前の層(ここでは、第1の層)と、それを被覆するその他の混合された組成物によって形成された集成体を、次いで、振動にかけ、そして、前記集成体に圧縮応力を印加する。 An assembly formed by the previous layer (here, the first layer) and other mixed compositions covering it is then subjected to vibration and compressive stress is applied to the assembly. ..

第1の層の形成の場合と同様に、第1の層及びそれを被覆する混合された組成物からなる集成体を、最初に、振動にかけ、次いで、振動を維持しながら、その集成体に圧縮応力を印加する。 As in the case of the formation of the first layer, the assembly consisting of the first layer and the mixed composition covering it is first vibrated and then vibrated into the assembly while maintaining the vibration. Apply compressive stress.

振動及び圧縮応力の印加は、すべての点で、第1の層を形成するところで述べたのと同様である。特に、第1の層を形成させるためには、振動は、20ヘルツ〜80ヘルツの間の振動数及び0.3ミリメートル以上の振幅で印加するが、それに対して、圧縮応力は、2MPa以上とする必要はない。 The application of vibration and compressive stresses is, in all respects, similar to that described in Forming the First Layer. In particular, in order to form the first layer, vibration is applied at a frequency between 20 Hz and 80 Hz and an amplitude of 0.3 mm or more, whereas the compressive stress is 2 MPa or more. do not have to.

したがって、工程c’)は、第1の層及び第2の層によって形成された集成体に対して実施する。 Therefore, step c') is performed on the aggregate formed by the first layer and the second layer.

第1の層及び第2の層によって形成された集成体を振動させることによって、粒子を、相互に関連して、最適に配列させることが可能となる。 By vibrating the aggregate formed by the first layer and the second layer, the particles can be interrelated and optimally aligned.

この集成体に、たとえ低くても、圧縮応力を印加することによって、最終的な脱型の後に、規則正しい層を得ることが可能となる。そのために、中間の圧密化によって、最終的な多層圧密化物質の外観が改良される。 By applying compressive stresses to this assembly, even if it is low, it is possible to obtain regular layers after the final demolding. Therefore, the intermediate consolidation improves the appearance of the final multi-layer consolidation material.

同じことが、それに続く層のそれぞれの形成にあてはまる。別の言い方をすれば、それぞれのそれに続く層を形成させるためには、工程a)及びb)を繰り返すことによって新しい混合された組成物を得て、この新しい混合された組成物を型の中のその前の層、したがって、必要があれば、前に形成された全部の層の上に導入する。前に形成された層と新しく混合された組成物とを含む集成体を振動させ、次いで、その振動と組み合わせて、圧縮応力をこの集成体に印加する。より詳しくは、それに続くそれぞれの層のために、工程c’)を、前に形成された層と新しく混合された組成物とを含む新しい集成体に実施する。 The same applies to the formation of each of the subsequent layers. In other words, in order to form each subsequent layer, steps a) and b) are repeated to obtain a new mixed composition and this new mixed composition is placed in a mold. Introduce on the previous layer of, and therefore, if necessary, on all previously formed layers. An assembly containing the previously formed layer and the newly mixed composition is vibrated and then combined with the vibration, compressive stress is applied to the assembly. More specifically, for each subsequent layer, step c') is performed on a new assembly containing the previously formed layer and the newly mixed composition.

少なくとも、前記多層圧密化物質の最後の層、すなわち積重ね物の最上層を形成させるためには、印加する圧縮応力の値が、2メガパスカル以上、たとえば10メガパスカル以上であることが、多層圧密化物質を得るためには必須である。したがって、積重ね物の最後の層、すなわち最上層に対しては、先に述べた工程c)を実施する。最後の層の上に2MPa以上の圧縮応力を印加することは、事実上、この圧縮応力をその積重ね物の全部の層に印加することになることに注目されたい。 At least, in order to form the last layer of the multi-layer consolidation material, that is, the uppermost layer of the stack, the value of the compressive stress applied must be 2 megapascals or more, for example, 10 megapascals or more. It is essential to obtain a chemical substance. Therefore, the step c) described above is carried out on the last layer of the stack, that is, the uppermost layer. It should be noted that applying a compressive stress of 2 MPa or more over the last layer effectively applies this compressive stress to all layers of the stack.

したがって、その圧密化物質がわずか2層だけで構成されているのなら、第1の層の形成に際しては、圧縮応力の値を2MPa以上とすることは可能ではあるものの、必要という訳ではないが、第2の層を形成させるときに印加する圧縮応力の値は、2MPa以上であることが必須である。第2の層を形成させるために印加される圧縮応力の値は、5MPa以上、又はさらには10MPa以上であるのが好ましい。 Therefore, if the compacted material is composed of only two layers, it is possible, but not necessary, to set the compressive stress value to 2 MPa or more when forming the first layer. , It is essential that the value of the compressive stress applied when forming the second layer is 2 MPa or more. The value of the compressive stress applied to form the second layer is preferably 5 MPa or more, or even 10 MPa or more.

このプロセスに従って多層圧密化物質を製造する際に、その圧密化物質の第1の層又は前記圧密化物質の中間層のいずれかを形成する水−混合された組成物が受ける中間での圧縮応力が、その多層圧密化物質を脱型する直前の最終的な圧縮応力よりは低いのが好ましい。特に、中間での圧縮応力は、2メガパスカル未満とすることができる。たとえば、それが、0.1メガパスカルのオーダーであってもよい。 Intermediate compressive stresses on the water-mixed composition that form either the first layer of the consolidated material or the intermediate layer of the consolidated material when producing a multi-layer consolidation material according to this process. However, it is preferably lower than the final compressive stress immediately before the multi-layer consolidation material is demolded. In particular, the compressive stress in the middle can be less than 2 megapascals. For example, it may be on the order of 0.1 megapascals.

別の言い方をすれば、本発明のプロセスを実施する目的では、多層圧密化物質を得るためのプロセスの複数回の工程c)の際に、その多層圧密化物質が受けるすべての圧縮応力の全部が、2MPa以上である必要はない。それとは逆に、本発明において実施されるプロセスでは、本発明におけるプロセスの複数の工程c)の内の1回で実施される圧縮応力が、2MPa以上であれば、十分である。多層圧密化物質の脱型に直接先行する、最後の圧縮応力は、好ましくは2MPa以上、より好ましくは5MPa以上、さらにより好ましくは10MPa以上である。 In other words, for the purposes of carrying out the process of the present invention, all of the compressive stresses that the multi-layer consolidation material receives during multiple steps c) of the process for obtaining the multi-layer consolidation material. However, it does not have to be 2 MPa or more. On the contrary, in the process carried out in the present invention, it is sufficient if the compressive stress carried out in one of the plurality of steps c) of the process in the present invention is 2 MPa or more. The final compressive stress, which directly precedes the demolding of the multilayer consolidation material, is preferably 2 MPa or more, more preferably 5 MPa or more, and even more preferably 10 MPa or more.

多層物質の最終的な層に、少なくとも1種の極めて高い圧縮応力を印加することによって、すべての層が、互いにしっかりと結合され、そして微粒子が適切にアグロメレート化されることになる。しかしながら、多層圧密化物質の圧縮強度をさらに高くしたいのなら、それぞれの層を形成する際に、2MPa以上の圧縮応力を印加してもよい。 By applying at least one very high compressive stress to the final layer of the multilayer material, all the layers will be tightly bound to each other and the microparticles will be properly agglomerated. However, if it is desired to further increase the compressive strength of the multilayer consolidation material, a compressive stress of 2 MPa or more may be applied when forming each layer.

プロセスの異なった工程で印加する圧縮応力はすべて、同じ圧縮方向で印加するのが好ましい。 It is preferred that all compressive stresses applied in different steps of the process be applied in the same compression direction.

別な方法としては、異なったプロセス工程で印加する圧縮応力を、異なった圧縮方向へ印加する。 Alternatively, compressive stresses applied in different process steps are applied in different compression directions.

得られた多層(2層以上の層)圧密化物質は、次いで型から取り出し、次いで、可能であれば、先に述べたオーブン乾燥工程に従って、オーブン乾燥させる。 The resulting multi-layer (two or more layers) consolidation material is then removed from the mold and then oven dried, if possible, according to the oven drying step described above.

さらには、外側層の中に封入されたコアを含む多層圧密化物質を得るためのプロセスと、層の積重ね物を含む多層圧密化物質を得るためのプロセスの一つとを、組み合わせることも可能である。そうすることによって、第1の層の中に封入されたコア、及び前記第1の層の中に封入された前記コアを含む集成体の上に重ね合わせた少なくとも1層の第2の層の両方を有する、ハイブリッド多層圧密化物質を生成させることが可能となる。 Furthermore, it is also possible to combine a process for obtaining a multi-layer consolidation material containing a core enclosed in an outer layer and one of the processes for obtaining a multi-layer consolidation material containing a stack of layers. is there. By doing so, the core encapsulated in the first layer and at least one second layer overlaid on the aggregate containing the core encapsulated in the first layer. It is possible to produce a hybrid multi-layer compaction material having both.

言うまでもないことであるが、上述の各種のプロセス工程を組み合わせることによって、いくつかの外側層の中に封入されたいくつかのコアと、いくつかの重ね合わせた層との両方を含むハイブリッド多層圧密化物質を得ることも可能である。最後の層を形成させるときに、印加する圧縮応力が2MPa以上であるということは必須であるが、中間層の場合には、これは必須ではない。 Needless to say, by combining the various process steps described above, a hybrid multi-layer consolidation that includes both several cores encapsulated within several outer layers and several superposed layers. It is also possible to obtain chemical substances. It is essential that the compressive stress applied when forming the last layer is 2 MPa or more, but in the case of the mesosphere, this is not essential.

形成される多層圧密化物質の層の数とは無関係に、粗原料物質の前記層が、予め定めた閾値温度に上がるまでは、互いに不活性であるのが有利である。別の言い方をすれば、温度が、周囲温度よりは顕著に高い、予め定めた閾値温度に達するまでは、それらの層が互いに反応することはない。別の言い方をすれば、予め定めた閾値温度に達するまでは、一つの層の中の粗原料物質が、隣の層の中の粗原料物質とは反応しない。具体的には、それらが500℃以上の温度に達するまでは、それらが互いに反応することはない。別な言い方をすれば、400℃以上、又は300℃以上、又は200℃以上、又は110℃以上の温度に達するまでは、それらが互いに反応することはない。このことは、層の積重ねを有する多層圧密化物質にも、さらには外側層の中に封入されたコアを有する多層圧密化物質にも、そしてハイブリッド多層圧密化物質にも、あてはまる。 Regardless of the number of layers of the multilayer compacted material formed, it is advantageous that the layers of the crude material are mutually inactive until they reach a predetermined threshold temperature. In other words, the layers do not react with each other until the temperature reaches a predetermined threshold temperature, which is significantly higher than the ambient temperature. In other words, the crude material in one layer does not react with the crude material in the adjacent layer until a predetermined threshold temperature is reached. Specifically, they do not react with each other until they reach temperatures above 500 ° C. In other words, they do not react with each other until they reach temperatures above 400 ° C, above 300 ° C, above 200 ° C, or above 110 ° C. This applies to multi-layer consolidation materials with layer stacks, as well as multi-layer consolidation materials with cores encapsulated in outer layers, and hybrid multi-layer consolidation materials.

具体的には、少なくとも1層の外側層の中に封入された少なくとも1種のコアを含む多層圧密化物質においては、予め定めた閾値温度に上がるまでは、そのコアの粗原料物質は、外側層の粗原料物質に関しては、不活性である。 Specifically, in a multi-layer consolidation material containing at least one kind of core enclosed in at least one outer layer, the crude raw material of the core is outside until the temperature rises to a predetermined threshold temperature. It is inactive with respect to the crude material of the layer.

形成される多層圧密化物質の層の数とは無関係に、前記多層圧密化物質は、単一層の圧密化物質と同様に、3メガパスカル以上の圧縮強度を有している。したがって、その多層圧密化物質は、分解することなく扱うことができる。 Regardless of the number of layers of the multi-layer consolidation material formed, the multi-layer consolidation material has a compressive strength of 3 megapascals or more, similar to a single-layer consolidation material. Therefore, the multi-layer consolidation material can be handled without decomposition.

さらには、その多層圧密化物質においては、外部と接触する全ての層は、少なくともその多層圧密化物質の融解温度に上がるまでは、二次微粒子をほとんど発生しない。 Furthermore, in the multi-layer consolidation material, all layers in contact with the outside generate almost no secondary fine particles at least until the melting temperature of the multi-layer consolidation material is reached.

したがって、積重ね層を有する多層圧密化物質の場合においては、その多層圧密化物質のそれぞれの層は、少なくとも前記多層圧密化物質の融解温度に上がるまでは、二次微粒子をほとんど発生しない。外側層の中に封入されたコアを含む多層圧密化物質の場合においては、その外側層は、少なくとも前記多層圧密化物質の融解温度に上がるまでは、二次微粒子をほとんど発生しない。 Therefore, in the case of a multi-layer consolidation material having a stacked layer, each layer of the multi-layer consolidation material hardly generates secondary fine particles until at least the melting temperature of the multi-layer consolidation material is reached. In the case of a multi-layer consolidation material containing a core encapsulated in the outer layer, the outer layer produces little secondary microparticles at least until the melting temperature of the multi-layer consolidation material is reached.

多層圧密化物質の融解温度は、前記多層圧密化物質のそれぞれの層の組成物の水硬結合剤を適切に選択することによって、予め決めることができる。 The melting temperature of the multi-layer consolidation material can be determined in advance by appropriately selecting the water-hard binder of the composition of each layer of the multi-layer consolidation material.

好ましくは、少なくとも1層の外側層の中に封入されたコアを有する多層圧密化物質の場合においては、前記多層圧密化物質の融解温度は、その外側層の組成物の水硬結合剤を適切に選択することによって、予め決めることができる。 Preferably, in the case of a multi-layer consolidation material having a core encapsulated in at least one outer layer, the melting temperature of the multi-layer consolidation material is suitable for the water-hard binder of the composition of the outer layer. It can be decided in advance by selecting.

本発明におけるプロセスのおかげで、特に、層の積重ね物、外側層の中に封入されたコア、又はそれらの構成の組合せを含む、多層圧密化物質を製造することが可能となった。これらの多層圧密化物質は、少なくとも二つのタイプの粗原料物質の投入が必要とされる工業プロセス、特に、アルミナリッチの粗原料物質(純品又は部分水和物)及びライムリッチの粗原料物質(純品又は部分炭酸化物)のブロックの使用を必要とし得る鉱石溶融(smelting)プロセスにおいて使用することが可能である。 Thanks to the process in the present invention, it has become possible to produce multi-layer consolidation materials, particularly including layer stacks, cores encapsulated in outer layers, or a combination of their configurations. These multi-layer compacted materials are industrial processes that require the input of at least two types of crude materials, in particular alumina-rich crude materials (pure or partially hydrated) and lime-rich crude materials. It can be used in ore smelting processes that may require the use of blocks (pure or partially carbon oxides).

実際には、その多層圧密化物質を、前記工業プロセスから得られる製品が望ましいものに近い化学組成を有するように、設計することができる。多層物質の組成を調節することにより、工業プロセス内部における、特には、鉱石溶融炉においてそれらの炉の中での化学組成を均質にすることにより、化学反応の調節が改良される。このことで、劣化品質や規格外の製品の製造が限定され、その一方で、工業プロセスにおいて2種の粗原料物質を使用したときに起きるある種の古典的な現象、たとえば、粗原料物質の相互付着や(特に鉱石溶融炉における)傾斜の進行(advancing of a slope)が回避される。 In practice, the multi-layer consolidation material can be designed so that the product obtained from the industrial process has a chemical composition close to that desired. By adjusting the composition of the multilayer materials, the regulation of chemical reactions is improved by homogenizing the chemical composition within the industrial process, especially in the ore melting furnaces. This limits the quality of deterioration and the production of non-standard products, while certain classical phenomena that occur when two crude materials are used in an industrial process, eg, crude materials. Mutual adhesion and advancement of a slop (especially in ore melting furnaces) are avoided.

説明の残りの部分で、本発明のプロセスによって製造された圧密化物質の各種の例、並びに、比較の目的で本発明によらない他のプロセスにより製造されたものの例を提供する。形成された圧密化物質は、次いで機械的試験により特性解析する。 The rest of the description provides examples of various compacted materials produced by the process of the present invention, as well as examples of those produced by other processes not according to the invention for comparison purposes. The consolidated material formed is then characterized by mechanical testing.

I.製造装置
本発明のプロセスによって製造される圧密化物質は、いわゆる「ミニチュア(miniature)」又は「実験室用(laboratory)」装置で得ることができる。
I. Manufacturing Equipment The consolidation material produced by the process of the present invention can be obtained in so-called "miniature" or "laboratory" equipment.

そのミニチュア装置には、MEDELPHARM社からStyl’One Evolutionの名称で市販されているプレスが含まれ、それに振動発生装置が組み合わされている。そのStyl’Oneプレスには、下側パンチと上側パンチの、相対する二つのパンチが付いている。この場合、その上側パンチは、最高50キロニュートン(kN)までの力を作用させることによって、圧縮応力を印加するのに使用される。その下側パンチは、停止位置に保持されて、振動発生装置に接続されている。 The miniature device includes a press commercially available from MEDELPHARM under the name Style'One Evolution, which is combined with a vibration generator. The Style'One press has two opposing punches, a lower punch and an upper punch. In this case, the upper punch is used to apply compressive stress by applying a force of up to 50 kilonewtons (kN). The lower punch is held in the stop position and connected to the vibration generator.

その振動発生装置には、回転軸が含まれ、その一端が、下側パンチと接続状態にあり、その他端が、アンバランス励振器、すなわちその形状が回転軸に関して非対称である物体を担持している。そのアンバランス励振器は、3グラム〜16グラムの間の加重をかけることができ、そして40回転/秒(40Hz)〜60回転/秒(60Hz)の速度で回転することができる。このシステムによって、振動の振幅を、0.35ミリメートル〜1.05ミリメートルの間とする。 The vibration generator includes a rotating shaft, one end of which is connected to the lower punch and the other end carrying an unbalanced exciter, an object whose shape is asymmetric with respect to the rotating shaft. There is. The unbalanced exciter can be loaded between 3 and 16 grams and can rotate at speeds of 40 rpm (40 Hz) to 60 rpm (60 Hz). With this system, the amplitude of vibration is between 0.35 mm and 1.05 mm.

水−混合された組成物を、幅23ミリメートル×長さ31ミリメートルの寸法を有する長方形断面のスチール製型の中に導入し、二つのパンチの軸に対して中心に置く。そこで、型の中に含まれている組成物に印加される圧縮応力は、最大で70MPaである。実際には、この場合、それは、11MPaに等しくなるように調節されるであろう。 The water-mixed composition is introduced into a steel mold with a rectangular cross section measuring 23 mm wide x 31 mm long and centered on the axes of the two punches. Therefore, the compressive stress applied to the composition contained in the mold is 70 MPa at the maximum. In practice, in this case it will be adjusted to be equal to 11 MPa.

ミニチュア装置の中で圧密化される物質の製造条件を、次の表I−Aにまとめた。 The production conditions for the substances to be consolidated in the miniature device are summarized in Table IA below.

そのようにして得られた、圧密化された製品を、手動で脱型させ、次いで20℃、相対湿度90%の乾燥オーブンの中に24時間入れておく。 The consolidated product thus obtained is manually demolded and then placed in a drying oven at 20 ° C. and 90% relative humidity for 24 hours.

本発明のプロセスによって製造される圧密化物質は、いわゆる「パイロット(pilot)」装置で得ることができる。 The consolidation material produced by the process of the present invention can be obtained in so-called "pilot" devices.

その装置には、QUADRA社の欧州特許出願第1875996号明細書に記載されている振動プレスが含まれている。 The device includes a vibrating press as described in QUADRA's European Patent Application No. 1875996.

その設備には、配合物質のために、注型(casting/molding)ステーションの上に搭載された、粗原料物質の混合ステーションが含まれている。 The facility includes a crude material mixing station mounted on top of a casting / molding station for compounding materials.

水−混合された組成物は、コニカルミキサーを用いて調製する。次いでそれを、ブリケット30個分のくぼみを有する、最高25MPaまでの強烈な圧力に耐えうるようにした、厚み4cmのスチール製の型の中に導入する。その型をパンチの下に置く。この場合、型の中に含まれている組成物が受ける圧縮応力は、1.5〜25MPaの間となるであろう。 The water-mixed composition is prepared using a conical mixer. It is then introduced into a 4 cm thick steel mold with 30 briquette recesses capable of withstanding intense pressures up to 25 MPa. Place the mold under the punch. In this case, the compressive stress exerted on the composition contained in the mold will be between 1.5 and 25 MPa.

パイロット装置の中で圧密化される物質の製造条件を、次の表I−Bにまとめた。 The production conditions for the materials to be consolidated in the pilot device are summarized in Table IB below.

そのようにして得られた、圧密化された製品を、手動で脱型させ、次いで18℃、相対湿度95%の乾燥オーブンの中に24時間入れておく。 The consolidated product thus obtained is manually demolded and then placed in a drying oven at 18 ° C. and 95% relative humidity for 24 hours.

II.強度試験及び粉化試験
圧密化物質が得られたら、それらを機械的試験にかけて、それらの機械的圧縮強度及びそれらの粉化率を評価したが、後者は、二次微粒子の発生が多いか少ないかを反映する。
II. Strength test and pulverization test Once the consolidated substances were obtained, they were subjected to mechanical tests to evaluate their mechanical compressive strength and their pulverization rate, but the latter generated more or less secondary fine particles. To reflect.

3MPa以上の機械的圧縮強度があれば、その圧密化物質は、破壊されることなく、取扱い及び輸送することが可能となる。したがって、それは、本発明の文脈においては、満足のゆくものと考えられる。 If the mechanical compressive strength is 3 MPa or more, the consolidated substance can be handled and transported without being destroyed. Therefore, it is considered satisfactory in the context of the present invention.

低い、すなわち15%以下の粉化率とは、高い摩耗抵抗性と同義であり、そのため、圧密化物質の各種の取扱い及び/又は工業プロセスにおけるその使用の際に、二次微粒子の発生が少ない。そのような粉化率は、本発明の文脈においては、満足のゆくものである。 A low, i.e. 15% or less pulverization rate is synonymous with high abrasion resistance and therefore produces less secondary particulates during the various handling and / or use of compacted materials in industrial processes. .. Such pulverization rates are satisfactory in the context of the present invention.

それらの機械的圧縮に対する抵抗性又はそれらの粉化率のいずれを評価しようとする場合でも、その圧密化物質は、前記圧密化物質を脱型した直後にそれらをオーブン乾燥する工程d)の後、又は工業プロセスにおいて高温でそれらを導入することをシミュレートした加熱処理(firing)の後で、試験することができるが、前記加熱は、それ自体、前記圧密化物質をオーブン乾燥する工程d)の後に実施される。 Whether assessing their resistance to mechanical compression or their pulverization rate, the consolidated material is after step d), where the consolidated material is oven-dried immediately after demolding the consolidated material. , Or after a heating process that simulates the introduction of them at high temperatures in an industrial process, the heating itself is a step d) in which the compacted material is oven-dried. Will be carried out after.

圧密化物質を、室温で、さらなる熱処理を加えることなく、工程d)でオーブン乾燥させた直後に試験した場合、それらの試験を、「コールド」試験と呼ぶ。 If the consolidated materials were tested at room temperature immediately after oven drying in step d) without further heat treatment, those tests are referred to as "cold" tests.

それとは逆に、加熱処理した後でそれらを試験した場合には、それらの試験を「ホット」試験と呼ぶ。実際には、圧密化物質の加熱処理は、三つの相にわけられる:第1の相では、50℃/時間での昇温、第2の相では、設定温度(ここでは、700℃又は900℃が選択される)を1時間45分続ける「プラトー(plateau)」、そして第3の相では、50℃/時間での降温。それらが室温に戻ってから、圧密化物質の試験を行う。 Conversely, if they are tested after heat treatment, those tests are called "hot" tests. In practice, the heat treatment of the consolidation material is divided into three phases: the first phase raises the temperature at 50 ° C / hour, the second phase sets the temperature (here 700 ° C or 900). “Plateau” for 1 hour and 45 minutes (where ° C is selected), and in the third phase, temperature reduction at 50 ° C / hour. After they have returned to room temperature, the consolidation material is tested.

II.1 機械的圧縮強度
機械的圧縮強度(単位、メガパスカル(MPa))は、EN 196規格に記載のプロトコールに従い、セメント系材料の評価では典型的な、いわゆる3Rプレスを用いて評価する。そのプレスは、Ibertest(登録商標)の名称で市販されている。
II. 1 Mechanical compressive strength Mechanical compressive strength (unit, megapascal (MPa)) is evaluated using a so-called 3R press, which is typical in the evaluation of cement-based materials, according to the protocol described in the EN 196 standard. The press is commercially available under the name Ibertest®.

実際には、圧密化物質を固定板の上、圧密化物質に予め定めた圧縮力を印加するように合わせた可動式の側パンチの下、中央に置く。 In practice, the consolidation material is placed in the center on a fixed plate, under a movable side punch tailored to apply a predetermined compressive force to the consolidation material.

パンチを、最初に物質と接触状態にし、次いで圧縮力を、圧密化物質に、その圧密化物質を製造する際に印加したのと同じ方向で印加する。その物質が破壊されるまで、圧縮力を印加する。その圧密化物質の圧縮強度(Rc)は、実際には、その物質が破壊されたときに印加されていた応力に相当する。圧縮の上昇は、2400ニュートン/秒のオーダーであり、印加可能な最大の力は、200キロニュートンである。この試験は、最低でも3個の試料について実施する。次いで平均をとり、検討した物質の機械的圧縮強度とみなす。 The punch is first brought into contact with the material and then a compressive force is applied to the consolidation material in the same direction as it was applied during the production of the consolidation material. A compressive force is applied until the material is destroyed. The compressive strength (Rc) of the consolidated material actually corresponds to the stress applied when the material was destroyed. The increase in compression is on the order of 2400 Newtons / sec and the maximum force that can be applied is 200 Kilonewtons. This test is performed on at least 3 samples. It is then averaged and regarded as the mechanical compressive strength of the material considered.

II.2 粉化率
粉化率を測定するには、得られた圧密化物質のサイズに応じて、二つの試験が可能である:大きい寸法(10センチメートル超)の圧密化物質のためのコンクリートミキサー試験;及び、小さい寸法の物質のためのジャー試験。
II. 2 Powdering rate To measure the powdering rate, two tests are possible, depending on the size of the consolidated material obtained: a concrete mixer for the consolidated material of large size (more than 10 cm). Testing; and jar testing for small size substances.

コンクリートミキサー試験は、骨材の摩砕を評価するためのASTM「Los Angeles」試験をベースとしている。 The concrete mixer test is based on the ASTM "Los Angeles" test for assessing the grinding of aggregates.

実際には、大きい圧密化物質5個を秤量し、次いで、174リットルのスチール製コンクリートミキサー(モデルRS180、LESCHA)(直径60cm、回転速度24回転/分)の中に入れる。圧密化物質を、回転しているコンクリートミキサーの中に30分間入れておく。 In practice, five large consolidation materials are weighed and then placed in a 174 liter steel concrete mixer (model RS180, LESCHA) (60 cm diameter, 24 rpm). Place the consolidation material in a rotating concrete mixer for 30 minutes.

次いで、コンクリートミキサーの内容物を、40mmで師別し、その篩を通過した微粒子を、二次微粒子とみなす。篩を通過しなかった大きい破片を秤量して、コンクリートミキサーの中にフィードした初期質量と比較する。 Next, the contents of the concrete mixer are separated by 40 mm, and the fine particles that have passed through the sieve are regarded as secondary fine particles. Large debris that has not passed through the sieve is weighed and compared to the initial mass fed into the concrete mixer.

より詳しくは、粉化率T、すなわち二次微粒子の発生率は、圧密化物質の初期質量と最終質量との差の、初期質量に対する比として計算することができるが、これは次式で表すこともできる:
T=[初期質量−最終質量]/初期質量
More specifically, the pulverization rate T, that is, the generation rate of secondary fine particles, can be calculated as the ratio of the difference between the initial mass and the final mass of the consolidated substance to the initial mass, which is expressed by the following equation. You can also:
T = [initial mass-final mass] / initial mass

ジャー試験は、ミニチュア装置を用いて得られる、圧密化物質での二次微粒子の発生を評価するために使用する。 The jar test is used to assess the generation of secondary particulates in the consolidated material obtained using a miniature device.

同様にして、圧密化物質のいくつか、たとえば5個のブロックを秤量し、6リットルの円筒状のジャー(直径15センチメートル、高さ15センチメートル、内面は、Linatex(極めてなめらかなゴム状物質)で被覆)の中に入れる。そのジャーを、45回転/分で30分間(総計、1350回転)回転させて、圧密化物質の質量損失を評価する。 Similarly, some of the consolidation materials, for example 5 blocks, are weighed and a 6 liter cylindrical jar (15 cm in diameter, 15 cm in height, inner surface is Linatex (extremely smooth rubbery material). ) Covered). The jar is rotated at 45 rpm for 30 minutes (1350 rpm in total) to evaluate the mass loss of the consolidated material.

コンクリートミキサー試験の場合と同様、次いで、粉化率T、すなわち二次微粒子の発生速度を、次式に従って計算することができる:
T=[初期質量−最終質量]/初期質量
As in the case of the concrete mixer test, the pulverization rate T, that is, the rate of generation of secondary fine particles, can then be calculated according to the following equation:
T = [initial mass-final mass] / initial mass

III.製造された圧密化物質
各種の粗原料物質及び水硬結合剤から、圧密化物質の各種の例を製造した。
III. Manufactured Consolidation Substances Various examples of consolidation substances were produced from various crude raw material materials and water-hard binders.

III.1 原料物質
その各種の例で使用した粗原料物質は、レッドボーキサイト及びホワイトボーキサイトである。石灰石、カーボンブラック、及びロックウールを使用することもまた可能である。
III. 1 Raw material The crude raw materials used in the various examples are red bauxite and white bauxite. It is also possible to use limestone, carbon black, and rock wool.

使用可能なカーボンブラックは、たとえば、Thermax(登録商標)N990の名称で市販されているものである。それは、99.1質量%の無定形カーボンブラックからなっている。 The carbon blacks that can be used are, for example, those commercially available under the name of Thermax® N990. It consists of 99.1% by weight amorphous carbon black.

使用可能なロックウールは、たとえば、Le Flocon 2(登録商標)−Rockwoolの名称で市販されているものである。 The rock wool that can be used is, for example, one commercially available under the name Le Flocon 2®-Rockwool.

別な方法として、99.5質量%の純アルミナ(以後においては、「テストアルミナ」と呼ぶ)を使用することもできる。 Alternatively, 99.5% by weight of pure alumina (hereinafter referred to as "test alumina") can be used.

表IIに、使用されているか、又は使用可能なその他の粗原料物質、すなわち、レッドボーキサイト、ホワイトボーキサイト、及び石灰石の化学組成を質量パーセント(すなわち、粗原料物質の全質量に対する質量)として示す。 Table II shows the chemical composition of other crude materials used or available, namely red bauxite, white bauxite, and limestone, as mass percent (ie, mass relative to total mass of crude material).

下記の表IIIに、いくつかの乾燥(すなわち、110℃で24時間オーブン乾燥させた)粗原料物質の粒子サイズ及び密度を示す。 Table III below shows the particle size and density of some dried (ie, oven-dried at 110 ° C. for 24 hours) crude material.

III.2 水硬結合剤
各種の例で使用した水硬結合剤は、Ciment Fondu(登録商標)、Secar(登録商標)51セメントである。ポルトランドセメントを使用することもまた可能である。
III. 2 Water-hard binder The water-hard binder used in various examples is Cement Fondu (registered trademark) and Secar (registered trademark) 51 cement. It is also possible to use Portland cement.

使用可能なポルトランドセメントは、たとえば、CEM I 52.5R MILKE PREMIUMの商品名で市販されているものである。 Usable Portland cement is, for example, one commercially available under the trade name of CEM I 52.5R MILKE PREMIUM.

下記の表IV及びVは、それぞれ、Ciment Fondu(登録商標)セメント及びSecar(登録商標)51セメントの化学組成及び鉱物学的組成を、質量パーセント(対象としているセメントの全質量を基準にした質量)で示している。 Tables IV and V below show the chemical and mineralogical compositions of Cement Fondu® Cement and Secar® 51 Cement, respectively, in mass percent (based on the total mass of the cement in question). ).

図2には、使用した粗原料物質の微粒子の二つのバッチ、すなわち、「ABP」として知られているホワイトボーキサイトの微粒子、及び「ELMIN」として知られているレッドボーキサイトの微粒子の粒子サイズ分布、さらには使用したセメント、すなわちCiment Fondu(登録商標)セメント及びSecar(登録商標)51セメントの微粒子の二つのバッチの粒子サイズ分布を示している。図2において、y軸は、x軸に示した寸法に等しい直径を有する微粒子の、対象としているそれぞれのバッチの微粒子セットの全容積を基準とした容積パーセントを表している。 FIG. 2 shows the particle size distribution of two batches of the crude material particles used, namely the white bauxite particles known as "ABP" and the red bauxite particles known as "ELMIN". Furthermore, the particle size distributions of two batches of fine particles of the cement used, namely Cement Fondu (registered trademark) cement and Secar (registered trademark) 51 cement, are shown. In FIG. 2, the y-axis represents a volume percentage of particles having a diameter equal to the dimensions shown on the x-axis, relative to the total volume of the particle set for each batch of interest.

下記の表VIに、Ciment Fondu(登録商標)及びSecar(登録商標)51セメントの粒子サイズ分布を示す。 The table VI below shows the particle size distribution of Cement Fondu® and Secar® 51 cement.

III.3 圧密化物質
実施例1
実施例1においては、本発明のプロセス(実施例1a)により得られたレッドボーキサイトの粒子の圧密化物質の圧縮強度及び粉化率を、レッドボーキサイト(実施例1ref)の天然のブロックのそれら、及び、本発明によらないプロセス(実施例1b)に従って得られたレッドボーキサイトの粒子の圧密化物質のそれらと比較した。ここで、本発明によらないプロセスは、振動を使用しないという点で、本発明によるプロセスとは異なっている。
III. 3 Consolidation substance Example 1
In Example 1, the compaction strength and pulverization rate of the consolidated material of the red bauxite particles obtained by the process of the present invention (Example 1a) are measured by those of the natural blocks of red bauxite (Example 1ref). And compared with those of the consolidated material of red bauxite particles obtained according to a process not according to the present invention (Example 1b). Here, the process not according to the present invention is different from the process according to the present invention in that vibration is not used.

工程a):
実施例1a及び1bにおいて圧密化物質を製造するために使用したドライ組成物には、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で、85%の「ELMIN」タイプのレッドボーキサイト、及び15%のCiment Fondu(登録商標)セメントが含まれており、それらそれぞれの性質は、III.1項及びIII.2項に記述してある。
Step a):
The dry compositions used to produce the compacted material in Examples 1a and 1b include 85% "ELMIN" type red bauxite and 15% by mass relative to the total mass of the dry composition. Includes Cement Fondu® cement, the properties of which are III. Item 1 and III. It is described in Section 2.

実際には、レッドボーキサイトの粒子はすべて、560マイクロメートルの篩を用いて師別してあって、その粒子サイズ分布は、520マイクロメートルに等しい第1の参照直径d90、5.6マイクロメートルに等しい第2の参照直径d10、及び255マイクロメートルに等しいメディアン直径d50を有している。 In practice, all red bauxite particles are categorized using a 560 micrometer sieve, the particle size distribution of which is equal to the first reference diameter d90, which is equal to 520 micrometers, and 5.6 micrometers. It has a reference diameter d10 of 2 and a median diameter d50 equal to 255 micrometers.

工程b):
そのドライ組成物を、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で10%の水と混合する。これを実施するには、その水−混合された組成物を手で1分間混合する。
Step b):
The dry composition is mixed with 10% water by mass relative to the total mass of the dry composition. To do this, the water-mixed composition is mixed by hand for 1 minute.

工程c):
実施例1aでは、その水−混合された組成物を次いで、ポイントI(製造装置)に記載した型の中に導入すると、振動を使用するミニチュア装置によって加工することが可能となる。
Step c):
In Example 1a, the water-mixed composition is then introduced into the mold described at Point I (Manufacturing Equipment), which can be processed by a miniature equipment that uses vibration.

実施例1bでは、その水−混合された組成物を、振動を一切使用しないミニチュア装置によって加工する。 In Example 1b, the water-mixed composition is processed by a miniature device that does not use any vibration.

下記の表VIIに、実施例1a及び1bの圧密化物質を得るための条件をまとめた。 Table VII below summarizes the conditions for obtaining the consolidated materials of Examples 1a and 1b.

下記の表VIIIに、実施例1a及び1bにおける圧密化物質、並びに天然のレッドボーキサイトのブロック(実施例1ref)について得られた結果をまとめた。 Table VIII below summarizes the results obtained for the compacted materials in Examples 1a and 1b, as well as the blocks of natural red bauxite (Example 1ref).

粉化率は、実施例1a及び1bにおける圧密化物質ではジャー試験、そして天然のボーキサイトのブロックではコンクリートミキサー試験により測定した。 The pulverization rate was measured by a jar test for the consolidated material in Examples 1a and 1b and a concrete mixer test for a block of natural bauxite.

得られた結果によれば、本発明におけるプロセスにより、コールド試験では、本発明によらないプロセスで得られた圧密化物質(実施例1b)の機械的圧縮強度よりも高い機械的圧縮強度を有する圧密化物質(実施例1a)を得ることが可能となった。したがって、圧縮応力を印加するより前及び前記印加の間に、組成物に振動をかけることにより、コールド試験での機械的圧縮強度が改良される(この場合では、前記コールド試験での機械的圧縮強度の23%の改良)。 According to the results obtained, the process according to the present invention has a higher mechanical compressive strength than the mechanical compressive strength of the consolidated material (Example 1b) obtained by the process not according to the present invention in the cold test. It has become possible to obtain a compacted substance (Example 1a). Therefore, by vibrating the composition before and during the application of compressive stress, the mechanical compression strength in the cold test is improved (in this case, the mechanical compression in the cold test). 23% improvement in strength).

それに加えて、本発明のプロセス(実施例1a)によって得られた圧密化物質は、ホット試験及びコールド試験の両方で、天然のレッドボーキサイトのブロック(実施例1ref)よりもはるかに低い粉化率を有している。実際に、本発明におけるプロセスのおかげで、その圧密化物質は、コールド試験では、天然のブロックよりも約2.5分の1の二次微粒子、そしてホット試験では、前記天然のブロックよりも約6分の1の二次微粒子しか生成しない。 In addition, the consolidated material obtained by the process of the present invention (Example 1a) has a much lower pulverization rate than the natural red bauxite block (Example 1ref) in both hot and cold tests. have. In fact, thanks to the process in the present invention, the compacted material is about 2.5 times smaller than the natural block in the cold test, and about 2.5 times smaller than the natural block in the hot test. Only one-sixth of the secondary particles are produced.

実施例2
実施例2では、実施例1の原則を適用するが、ホワイトボーキサイトの粒子の圧密化物質、及びホワイトボーキサイトの天然のブロックを使用する。
Example 2
In Example 2, the principles of Example 1 are applied, but with the consolidation of white bauxite particles and the natural blocks of white bauxite.

したがって、実施例2においては、本発明のプロセス(実施例2a、2c)によって得られたホワイトボーキサイトの粒子の圧密化物質の圧縮強度及び粉化率を、天然のホワイトボーキサイトのブロックのそれら(実施例2ref)、並びに本発明によらないプロセスによって得られたホワイトボーキサイトの粒子の圧密化物質のそれら(実施例2b、2d)と比較した。ここで、実施例1の場合と同様に、本発明によらないプロセスは、振動を使用しないという点で、本発明によるプロセスとは異なっている。 Therefore, in Example 2, the compaction strength and pulverization rate of the consolidated substance of the white bauxite particles obtained by the process of the present invention (Examples 2a and 2c) are adjusted to those of the natural white bauxite block (implementation). Example 2ref), as well as those of the consolidation of white bauxite particles obtained by a process not according to the invention (Examples 2b, 2d). Here, as in the case of the first embodiment, the process not according to the present invention is different from the process according to the present invention in that vibration is not used.

工程a):
実施例2a及び2bにおいて圧密化物質を作製するために使用したドライ組成物には、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で、85%のホワイトボーキサイト及び15%のSecar(登録商標)51セメントが含まれているが、それらそれぞれの性質は、III.1項及びIII.2項に記述してある。
Step a):
The dry compositions used to make the compacted material in Examples 2a and 2b include 85% white bauxite and 15% Cement® 51 by mass relative to the total mass of the dry composition. Cement is included, but the properties of each of them are III. Item 1 and III. It is described in Section 2.

実施例2c及び2dにおける圧密化物質を作製するために使用したドライ組成物には、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で、50%のホワイトボーキサイト、35%の質量純度99.5%のテストアルミナ、及び15%のSecar(登録商標)51セメントが含まれているが、それらそれぞれの性質は、III.1項及びIII.2項に記述してある。 The dry compositions used to prepare the compacted material in Examples 2c and 2d were 50% white bauxite and 35% mass purity 99.5%, based on the total mass of the dry composition. Test alumina and 15% Secar® 51 cement are included, the properties of which are III. Item 1 and III. It is described in Section 2.

工程b):
実施例2a、2b、2c、及び2dのドライ組成物を、相当するドライ組成物の全質量を基準にした質量で10%の水と混合する。それらは、手で1分間混合する。
Step b):
The dry compositions of Examples 2a, 2b, 2c, and 2d are mixed with 10% water by mass relative to the total mass of the corresponding dry composition. They are mixed by hand for 1 minute.

工程c):
実施例2a及び2cでは、水−混合された組成物を、ミニチュア装置によって加工するが、それでは、振動数60Hz及び振幅0.35ミリメートルの振動、及び圧縮応力11MPaを使用する。
Step c):
In Examples 2a and 2c, the water-mixed composition is processed by a miniature device, which uses vibrations with a frequency of 60 Hz and an amplitude of 0.35 mm, and a compressive stress of 11 MPa.

実施例2b及び2dでは、水−混合された組成物をミニチュア装置によって加工するが、それでは、11MPaの圧縮応力は使用するが、振動は使用しない。 In Examples 2b and 2d, the water-mixed composition is processed by a miniature device, which uses a compressive stress of 11 MPa but no vibration.

下記の表IXに、実施例2a及び2bにおいて、圧密化物質を得るための条件をまとめた。 Table IX below summarizes the conditions for obtaining a consolidated substance in Examples 2a and 2b.

下記の表Xに、実施例2a、2b、2c及び2dにおける圧密化物質、並びに天然のホワイトボーキサイトのブロック(例2ref)で得られた結果をまとめた。粉化率は、実施例2a及び2bにおける圧密化物質ではジャー試験、そして天然のボーキサイトのブロックではコンクリートミキサー試験により測定した。 Table X below summarizes the results obtained with the compacted materials in Examples 2a, 2b, 2c and 2d, as well as the blocks of natural white bauxite (Example 2ref). The pulverization rate was measured by a jar test for the consolidated material in Examples 2a and 2b and a concrete mixer test for a block of natural bauxite.

したがって、実施例1で見られたのと同様に、本発明のプロセスにより得られた圧密化物質(実施例2a)では、本発明によらない、振動を使用しないプロセスで得られた(実施例2b)に比較して、コールド試験での機械的圧縮強度が改良されている。 Therefore, as seen in Example 1, the consolidation material obtained by the process of the present invention (Example 2a) was obtained by a vibration-free process not according to the present invention (Example 2a). Compared with 2b), the mechanical compression strength in the cold test is improved.

実施例1の場合と同様に、本発明のプロセスにより得られた圧密化物質(実施例2a)の粉化率は、ホット試験及びコールド試験の両方で、天然のホワイトボーキサイトのブロック(実施例2ref)のそれよりは、はるかに低い。 As in the case of Example 1, the pulverization rate of the consolidated substance (Example 2a) obtained by the process of the present invention was a block of natural white bauxite (Example 2ref) in both the hot test and the cold test. ) Is much lower than that.

最後に、実施例1aと2aの結果を比較すると、本発明におけるプロセスによって、異なった粗原料物質、この場合においてはホワイトボーキサイトの粒子とレッドボーキサイトの粒子との両方、を用いて、圧密化された物質を得ることが可能となることが、わかる。いずれの場合においても、ホット試験及びコールド試験の両方で、その機械的圧縮強度が10MPaより十分に高く、そして粉化率が10%未満である。 Finally, comparing the results of Examples 1a and 2a, the process in the present invention consolidates using different crude material, in this case both white bauxite particles and red bauxite particles. It can be seen that it is possible to obtain a new substance. In either case, in both hot and cold tests, the mechanical compressive strength is well above 10 MPa and the pulverization rate is less than 10%.

実施例3
実施例3においては、本発明のプロセスにより圧密化された物質(実施例1a及び2a)と、極めて高い圧縮応力下であるが振動なしで圧密化された物質(実施例3a、3b、及び3d)とで、圧縮強度及び粉化率を比較した。
Example 3
In Example 3, the substances compacted by the process of the present invention (Examples 1a and 2a) and the substances compacted under extremely high compressive stress but without vibration (Examples 3a, 3b, and 3d). ) And the compaction strength and the pulverization rate were compared.

実施例3a及び3bにおいて圧密化物質を作製するために使用したドライ組成物には、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で、85%のレッドボーキサイト、及び15%のCiment Fondu(登録商標)又はSecar(登録商標)51セメントが含まれており、それらそれぞれの性質は、III.1項及びIII.2項に記述してある。実際には、そのレッドボーキサイトの粒子セットは、4mmの篩を用いて師別してあって、その粒子サイズ分布は、3.5ミリメートルに等しい第1の参照直径d90、315マイクロメートルに等しい第2の参照直径d10、及び2ミリメートルに等しいメディアン直径d50を有している。 The dry compositions used to make the compacted material in Examples 3a and 3b include 85% red bauxite and 15% Cement Fondu®, based on the total mass of the dry composition. ) Or Secar® 51 cement, the properties of which are III. Item 1 and III. It is described in Section 2. In practice, the red bauxite particle set is categorized using a 4 mm sieve and its particle size distribution is equal to 3.5 mm, equal to first reference diameter d90, equal to 315 micrometers, second. It has a reference diameter d10 and a median diameter d50 equal to 2 millimeters.

実施例3a及び3bのドライ組成物は、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で7%の水と混合する。 The dry compositions of Examples 3a and 3b are mixed with 7% water by mass relative to the total mass of the dry composition.

実施例3dにおいて圧密化物質を作製するために使用されるドライ組成物は、85%のホワイトボーキサイト及び15%のCiment Fondu(登録商標)からなっているが、それらそれぞれの性質は、III.1項及びIII.2項に記述してある。この場合においては、そのドライ組成物を、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で12%の水と混合する。 The dry composition used to make the compacted material in Example 3d consists of 85% white bauxite and 15% Cement Fondu®, the properties of which are III. Item 1 and III. It is described in Section 2. In this case, the dry composition is mixed with 12% water by mass based on the total mass of the dry composition.

実施例3a、3b、及び3dにおいては、形成された水−混合された組成物とは無関係に、前記組成物を、次いで、直径39ミリメートル、高さ80ミリメートルの円筒状の型の中に導入し、Zwick(登録商標)の名称で市販されている油圧プレスにより、40MPaのオーダーの圧縮応力を印加する。 In Examples 3a, 3b, and 3d, the composition is then introduced into a cylindrical mold 39 mm in diameter and 80 mm in height, regardless of the water-mixed composition formed. Then, a compressive stress on the order of 40 MPa is applied by a hydraulic press commercially available under the name of Zwick (registered trademark).

実施例3cにおいて、水硬結合剤なし、極めて高い圧縮応力下での圧密化あり、振動なしでの物質の圧縮強度も評価した。 In Example 3c, the compressive strength of the material without the water-hard binder, with compaction under extremely high compressive stress, and without vibration was also evaluated.

下記の表XIに、実施例3a、3b、3c、及び3dの圧密化物質を得るための条件をまとめた。 Table XI below summarizes the conditions for obtaining the consolidated materials of Examples 3a, 3b, 3c, and 3d.

下記の表XIIに、実施例3a、3b、3c、及び1aにおける圧密化物質で得られた結果を、直接比較できるようにして、まとめた。実施例3a、3b及び3dにおける圧密化物質においては、ジャー試験により粉化率を測定した。 Table XII below summarizes the results obtained with the consolidated materials in Examples 3a, 3b, 3c, and 1a for direct comparison. For the consolidated substances in Examples 3a, 3b and 3d, the pulverization rate was measured by a jar test.

下記の表XIIIに、実施例3d及び2aにおける圧密化物質で得られた結果を、直接比較できるようにして、まとめた。 Table XIII below summarizes the results obtained with the consolidated materials in Examples 3d and 2a for direct comparison.

表XII及びXIIIにおける結果は、製造の際に、物質に極めて高い圧縮応力を印加するが、振動なしとすると(実施例3a、3b、及び3d)、その圧縮強度が、高い圧縮応力及び振動の両方を印加した場合(実施例1a及び2a)よりも低いということを示している。したがって、物質の製造の際に、それに極めて高い圧縮応力を印加しても、その機械的圧縮強度を改良するには不十分である。それは、実際には、高い圧縮応力の印加及び振動の組合せであって、前記振動は、前記圧縮の前及び途中の両方で実施するが、そのことによって、満足のゆく機械的圧縮強度を有する圧密化物質を生成させることが可能となる。 The results in Tables XII and XIII show that during production, a very high compressive stress is applied to the material, but without vibration (Examples 3a, 3b, and 3d), the compressive strength is high compressive stress and vibration. It is shown that it is lower than when both are applied (Examples 1a and 2a). Therefore, even if an extremely high compressive stress is applied to a substance during production, it is insufficient to improve its mechanical compressive strength. It is actually a combination of high compressive stress application and vibration, the vibration being carried out both before and during the compression, thereby consolidating with satisfactory mechanical compression strength. It becomes possible to generate a chemical substance.

それに加えて、表XII及びXIIIの結果は、物質に、振動と組み合わせて高い圧縮応力を印加すると(実施例1a及び2a)、物質に高い圧縮応力だけを印加し、振動なしの場合(実施例3a、3b、及び3d)に比較して、ホット試験及びコールド試験での粉化が顕著に低下することを示している。製造の際に、物質に極めて高い圧縮応力を印加しても、その粉化率は、天然のブロックのそれよりも下には低下しない。それは、実際には、高い圧縮応力の印加及び振動の組合せであって、前記振動は、前記圧縮の前及び途中の両方で実施するが、そのことによって、満足のゆく粉化率を有する圧密化物質を生成させることが可能となる。 In addition, the results in Tables XII and XIII show that when a high compressive stress is applied to a material in combination with vibration (Examples 1a and 2a), only a high compressive stress is applied to the material and no vibration is applied (Examples 1a and 2a). It is shown that the pulverization in the hot test and the cold test is remarkably reduced as compared with 3a, 3b, and 3d). Even if a very high compressive stress is applied to the material during production, its pulverization rate does not drop below that of the natural block. It is actually a combination of high compressive stress application and vibration, the vibration being carried out both before and during the compression, thereby consolidating with a satisfactory pulverization rate. It is possible to generate a substance.

最後に、実施例3cは、水硬結合剤が圧密化物質の強度に極めて重要な役割を果たしていることが示されている。別の言い方をすれば、粗原料物質の微粒子は、極めて高い圧縮応力を印加した場合でも、機械的に相互に保持するのに十分な凝集力は得られない。したがって、前記粗原料物質の微粒子を相互にアグロメレートさせるには、水硬結合剤を使用することが必要である。 Finally, Example 3c shows that the water-hard binder plays a crucial role in the strength of the compacted material. In other words, the fine particles of the crude raw material do not have sufficient cohesive force to mechanically hold each other even when an extremely high compressive stress is applied. Therefore, it is necessary to use a water-hard binder in order to mutually agglomerate the fine particles of the crude raw material.

実施例4
実施例4においては、本発明のプロセスによって圧密化された物質(実施例1a及び2a)と、低い圧縮応力及び振動を含むプロセスによって圧密化された物質(実施例4a及び4b)とについて、圧縮強度及び粉化率を比較した。
Example 4
In Example 4, the material compacted by the process of the present invention (Examples 1a and 2a) and the material compacted by the process containing low compressive stress and vibration (Examples 4a and 4b) are compressed. The strength and pulverization rate were compared.

実施例4a及び4bにおいて、圧密化物質を作製するために使用したドライ組成物には、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で、85%のレッドボーキサイト(実施例4a)又はホワイトボーキサイト(実施例4b)、及び15%のCiment Fondu(登録商標)(実施例4a)又はSecar(登録商標)51(実施例4b)セメントが含まれるが、それらそれぞれの性質は、III.1項及びIII.2項に記述してある。 In Examples 4a and 4b, the dry composition used to prepare the compacted material includes 85% red bauxite (Example 4a) or white bauxite (Example 4a) or white bauxite (Example 4a) by mass based on the total mass of the dry composition. Examples 4b) and 15% Cement Fondu® (Example 4a) or Secar® 51 (Example 4b) cements are included, the properties of which are III. Item 1 and III. It is described in Section 2.

これら二つの実施例4a及び4bにおいては、そのドライ組成物を、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で4%の水と混合する。そのように混合した組成物を、オイルを引いた、大型のスチール製の型の中に導入する。この場合の型は、それぞれの側で100ミリメートルの正方形断面(square section)を有している。その型を、振動台付きの大型プレスの下に置く。実際には、その型の中に導入した水−混合された組成物を、圧縮応力を印加する前及び印加中に振動させる。 In these two Examples 4a and 4b, the dry composition is mixed with 4% water by mass relative to the total mass of the dry composition. The composition so mixed is introduced into a large, oiled steel mold. The mold in this case has a square cross section of 100 mm on each side. Place the mold under a large press with a shaking table. In practice, the water-mixed composition introduced into the mold is vibrated before and during the application of compressive stress.

実験室用装置の中で圧密化される物質の製造条件を、次の表XIVにまとめた。 The production conditions for the substances to be consolidated in the laboratory equipment are summarized in Table XIV below.

そのようにして得られた実施例4a及び4bの圧密化物質を、手動で脱型し、次いで、20℃、90%の相対湿度の乾燥オーブンの中に24時間入れておく。 The consolidated materials of Examples 4a and 4b thus obtained are manually demolded and then placed in a drying oven at 20 ° C. and 90% relative humidity for 24 hours.

下記の表XVに、一方では、実施例4a及び1a、他方では実施例4b及び2aの圧密化物質についての、得られた結果をまとめた。粉化率は、実施例4a及び4bにおける圧密化物質について、コンクリートミキサー試験法に従って測定した。 Table XV below summarizes the results obtained for the compacted materials of Examples 4a and 1a on the one hand and Examples 4b and 2a on the other. The pulverization rate was measured for the consolidated substances in Examples 4a and 4b according to the concrete mixer test method.

一方では実施例4a及び1a、他方では実施例4b及び2aの圧密化物質で得られた結果を比較すると、その物質が本発明のプロセスにより得られた場合には、その物質が低圧縮応力及び振動を含む既存のプロセスにより得られた場合に比較して、コールド試験及びホット試験の両方での、機械的圧縮強度が改良されることを示している。具体的には、実施例4aと実施例1aとでは、機械的圧縮強度が3倍になっている。 Comparing the results obtained with the compacted materials of Examples 4a and 1a on the one hand and Examples 4b and 2a on the other hand, when the material was obtained by the process of the present invention, the material had low compressive stress and It shows that the mechanical compressive strength is improved in both cold and hot tests compared to when obtained by existing processes involving vibration. Specifically, in Example 4a and Example 1a, the mechanical compression strength is tripled.

したがって、高い圧縮応力の印加及び、圧縮応力の印加の前及び印加中の両方で振動を加えると、既存のプロセスにより得られた圧密化物質に比較して、改良された圧縮強度を有する圧密化物質が得られる。 Therefore, when vibration is applied both before and during the application of high compressive stress and the application of compressive stress, consolidation with improved compressive strength compared to the consolidation material obtained by existing processes. The substance is obtained.

本発明のプロセスにより得られた圧密化物質の粉化率もまた、天然のブロックの粉化率と比較し、そして、低い圧縮応力及び振動を含む既存のプロセスにより得られた圧密化物質の粉化率と比較して、低い。 The consolidation rate of the consolidated material obtained by the process of the present invention is also compared with the powder rate of the natural block, and the compacted material powder obtained by the existing process including low compressive stress and vibration. It is low compared to the conversion rate.

したがって、すべての記述及び実施例からも、振動と高い圧縮応力の印加を組み合わせることによって、満足のゆく圧縮強度及び粉化率を有する圧密化物質が得られるということは明らかである。 Therefore, it is clear from all the descriptions and examples that the combination of vibration and the application of high compressive stresses yields a consolidated material with satisfactory compressive strength and pulverization rate.

さらに、本発明において圧縮応力と振動の印加を組み合わせることによって、圧密化物質の密度が高くなるということも示されているが、このことは、多孔度の低下、及び圧密化物質の中での組成物の構成成分の均質な分布を示唆している(構成成分の偏り、沈降、又は不均質な分布がない)。 Furthermore, it has also been shown in the present invention that the combination of compressive stress and the application of vibration increases the density of the consolidation material, which reduces the porosity and in the consolidation material. It suggests a homogeneous distribution of the constituents of the composition (no component bias, sedimentation, or heterogeneous distribution).

実施例5
実施例5においては、レッドボーキサイトの粒子及び石灰石の圧密化された2層物質が、本発明によるプロセスによって得られる(実施例5a)。
Example 5
In Example 5, a consolidated bilayer material of red bauxite particles and limestone is obtained by the process according to the invention (Example 5a).

実施例5aにおける圧密化物質を作製するために使用されるドライ組成物には、前記ドライ組成物の全質量を基準にした質量でそれぞれ、第1の層では、85%のレッドボーキサイト(「EB」タイプ)及び15%のCiment Fondu(登録商標)セメント、そして第2の層では、95%の石灰石CaCO及び5%のCiment Fondu(登録商標)セメントが含まれるが、それらそれぞれの性質は、III.1項及びIII.2項に記述してある。 The dry composition used to prepare the compacted material in Example 5a has a mass based on the total mass of the dry composition, and 85% red bauxite (“EB”) in the first layer. Type) and 15% Ciment Fondue Cement, and in the second layer 95% Limestone CaCO 3 and 5% Ciment Fondue® Cement, the properties of each of which are: III. Item 1 and III. It is described in Section 2.

この実施例5aにおいては、第1の層のためのドライ組成物を、前記ドライ組成物の全質量を基準にした質量で7%の水と混合する。第2の層のためのドライ組成物を、前記ドライ組成物の全質量を基準にした質量で5%の水と混合する。そのようにして混合した第1の層のための組成物を、オイルを引いた、大型のスチール製の型の中に導入する。この場合の型は、それぞれの側で100ミリメートルの正方形断面(square section)を有している。そのようにして混合した第2の層のための組成物を、次いで、前記型の中の第1の層のための組成物の上に導入する。その型を、振動台付きの大型プレスの下に置く。実際には、その型の中に導入した2種の水−混合された組成物を、圧縮応力を印加する前及び印加中に振動させる。 In this Example 5a, the dry composition for the first layer is mixed with 7% water by mass relative to the total mass of the dry composition. The dry composition for the second layer is mixed with 5% water by mass relative to the total mass of the dry composition. The composition for the first layer thus mixed is introduced into a large, oiled steel mold. The mold in this case has a square cross section of 100 mm on each side. The composition for the second layer thus mixed is then introduced onto the composition for the first layer in the mold. Place the mold under a large press with a shaking table. In practice, the two water-mixed compositions introduced into the mold are vibrated before and during the application of compressive stress.

実験室用装置の中で圧密化物質の製造条件を、次の表XVIにまとめた。 The conditions for producing the consolidated material in the laboratory equipment are summarized in Table XVI below.

下記の表XVIIに、実施例5aにおける圧密化された2層物質で得られた結果をまとめた。 Table XVII below summarizes the results obtained with the consolidated bilayer material in Example 5a.

粉化率は、実施例5aにおける圧密化物質のためのジャー試験によって測定した。 The pulverization rate was measured by the jar test for the consolidated material in Example 5a.

このようにすると、本発明におけるプロセスによって、その機械的圧縮強度が十分に満足のゆく圧密化された2層物質を得ることが可能となることが示される。 In this way, it is shown that the process in the present invention makes it possible to obtain a consolidated two-layer material whose mechanical compression strength is sufficiently satisfactory.

実施例6
実施例6においては、異なった圧縮値(実施例6a〜6f)で本発明のプロセスにより得られたレッドボーキサイトの粒子の圧密化物質の圧縮強度及び密度を比較した。
Example 6
In Example 6, the compressive intensities and densities of the red bauxite particle compaction substances obtained by the process of the present invention were compared at different compression values (Examples 6a-6f).

パイロット装置の中で圧密化される物質の製造条件を、次の表XVIIIにまとめた。 The production conditions for the materials to be consolidated in the pilot device are summarized in Table XVIII below.

下記の表XIXに、実施例6a〜6fにおける圧密化物質について得られた結果をまとめた。 Table XIX below summarizes the results obtained for the consolidated materials in Examples 6a-6f.

このようにすると、2MPaより高ければ、圧縮応力の値のいかんに関わらず、本発明におけるプロセスによって、その機械的圧縮強度が、コールド試験及びホット試験の両方で、極端に満足がゆく圧密化物質を得ることが可能となることが明らかとなった。 In this way, if it is higher than 2 MPa, the mechanical compressive strength of the process in the present invention is extremely satisfactory in both the cold test and the hot test, regardless of the value of the compressive stress. It became clear that it is possible to obtain.

実施例7
実施例7においては、異なった結合剤比(実施例7a、7b)で本発明のプロセスにより得られたレッドボーキサイトの粒子の圧密化物質の圧縮強度及び密度を、実施例6bと比較した。
Example 7
In Example 7, the compressive strength and density of the consolidated material of the red bauxite particles obtained by the process of the present invention at different binder ratios (Examples 7a, 7b) was compared with Example 6b.

パイロット装置の中で圧密化される物質の製造条件を、次の表XXにまとめた。 The production conditions for the materials to be consolidated in the pilot device are summarized in Table XX below.

下記の表XXIに、実施例7a及び7bにおける圧密化物質について得られた結果をまとめ、実施例6bと比較した。 Table XXI below summarizes the results obtained for the consolidated materials in Examples 7a and 7b and compares them with Example 6b.

実施例8(コア)
実施例8においては、異なった組成のコアを有する、レッドボーキサイトの粒子の「コア」物質(「コア−シェル」圧密化物質とも呼ばれる)の圧縮強度及び粉化率が、本発明によるプロセス(実施例8a及び8b)によって得られた。
Example 8 (core)
In Example 8, the compressive strength and pulverization rate of the "core" material (also referred to as the "core-shell" compaction material) of the red bauxite particles, which has cores of different composition, is the process according to the invention (implementation). Obtained by Examples 8a and 8b).

実施例8aにおける圧密化物質を作製するために使用されるドライ組成物には、それぞれ、前記ドライ組成物の全質量を基準にした質量で、外側層として知られている混合された組成物では、85%のレッドボーキサイトEB及び15%のCiment Fondu(登録商標)セメント、そしてコアでは、100%のレッドボーキサイトEBが含まれるが、それらそれぞれの性質は、III.1項及びIII.2項に記述してある。 The dry compositions used to make the compacted material in Example 8a have a mass relative to the total mass of the dry composition, respectively, in a mixed composition known as the outer layer. , 85% Red Bauxite EB and 15% Cement Fondu® Cement, and in the core 100% Red Bauxite EB, the properties of which are III. Item 1 and III. It is described in Section 2.

この実施例8aにおいては、外側層のためのドライ組成物を、前記ドライ組成物の全質量を基準にした質量で7%の水と混合する。コアのためのドライ組成物を、前記ドライ組成物の全質量を基準にした質量で5%の水と混合する。 In this Example 8a, the dry composition for the outer layer is mixed with 7% water by mass relative to the total mass of the dry composition. The dry composition for the core is mixed with 5% water by mass relative to the total mass of the dry composition.

実施例8bにおいて圧密化物質を作製するために使用されるドライ組成物には、それぞれ、前記ドライ組成物の全質量を基準にした質量で、外側層では、85%のEBレッドボーキサイト及び15%のCiment Fondu(登録商標)セメント、そしてコアは、95%のEBレッドボーキサイト及び5%のCiment Fondu(登録商標)セメントが含まれるが、それらそれぞれの性質は、III.1項及びIII.2項に記述してある。 The dry compositions used to make the compacted material in Example 8b have a mass relative to the total mass of the dry composition, respectively, with 85% EB red bauxite and 15% in the outer layer. Cement Fondu Cement, and the core contains 95% EB red bauxite and 5% Cement Fondo Cement, the properties of which are III. Item 1 and III. It is described in Section 2.

この実施例8bにおいては、外側層のためのドライ組成物を、前記ドライ組成物の全質量を基準にした質量で7%の水と混合する。コアのためのドライ組成物を、前記ドライ組成物の全質量を基準にした質量で7%の水と混合する。 In this Example 8b, the dry composition for the outer layer is mixed with 7% water by mass relative to the total mass of the dry composition. The dry composition for the core is mixed with 7% water by mass relative to the total mass of the dry composition.

そのようにして混合したコア層のための組成物を、30mmの直径を有する、オイルを引いた、スチール、円筒状の型の中に導入する。その型を、振動台付きの大型プレスの下に置く。次いで、そのコアにプレスをかけ、同時に、本発明におけるプロセスに従って、振動させる。 The composition for the core layer thus mixed is introduced into an oiled, steel, cylindrical mold having a diameter of 30 mm. Place the mold under a large press with a shaking table. The core is then pressed and at the same time vibrated according to the process in the present invention.

次いで、16gの混合した外側層を、直径40mmの第2の円筒状スチール型の底部に導入し、次いで、予め成形しておいた「コア」円柱をその中央に置き、外側層組成物の残りのものを用いて、被覆する。 A 16 g mixed outer layer was then introduced into the bottom of a second cylindrical steel mold 40 mm in diameter, and then a preformed "core" cylinder was placed in the center thereof and the rest of the outer layer composition. Cover with one.

「ミニチュア」実験室用装置の中で圧密化される物質の製造条件を、次の表XXIIにまとめた。 The production conditions for the materials to be consolidated in the "miniature" laboratory equipment are summarized in Table XXII below.

下記の表XXIIIに、実施例8a及び8bにおける圧密化物質で得られた結果をまとめた。 Table XXIII below summarizes the results obtained with the consolidated materials in Examples 8a and 8b.

したがって、本発明におけるプロセスによって、満足のゆく機械的圧縮強度を有する「コア−シェル」タイプの圧密化物質を得ることが可能となる。 Therefore, the process in the present invention makes it possible to obtain a "core-shell" type consolidation material with satisfactory mechanical compression strength.

Claims (19)

圧密化物質を得るための方法であって、
a)一方では、その粒子サイズ分布が、50ミリメートル以下の第1の参照直径d90と、0.08マイクロメートル以上の第2の参照直径d10とを特徴とする粗原料物質粒子のセットと、他方では、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で1%〜50%の水硬結合剤とを混合することにより、前記ドライ組成物を形成させ、
b)工程a)で形成させた前記ドライ組成物を、前記ドライ組成物の全質量を基準にした質量で、1%〜35%の水と混合して、混合された組成物を形成させ、
c)工程b)で得られた前記混合された組成物を、20ヘルツ〜80ヘルツの間の振動数と、0.3ミリメートル以上の振幅とで振動させ、次いで、前記振動と組み合わせて、前記混合された組成物に圧縮応力を印加し、
前記印加した圧縮応力の値が、2メガパスカル以上である、
方法。
It ’s a way to get a consolidation substance,
a) On the one hand, a set of crude material particles whose particle size distribution is characterized by a first reference diameter d90 of 50 millimeters or less and a second reference diameter d10 of 0.08 micrometer or more, and the other. Then, the dry composition is formed by mixing 1% to 50% of a water-hard binder with a mass based on the total mass of the dry composition.
b) The dry composition formed in step a) is mixed with 1% to 35% water at a mass based on the total mass of the dry composition to form a mixed composition.
c) The mixed composition obtained in step b) is vibrated at a frequency between 20 hertz and 80 hertz and an amplitude of 0.3 mm or more, and then combined with the vibration to obtain the above. Compressive stress is applied to the mixed composition and
The value of the applied compressive stress is 2 megapascals or more.
Method.
工程b)の最後に得られた混合された組成物を用いて物質の第1の層を形成させ、
工程c)の前の工程p1)において、工程a)及びb)を繰り返すことによって、少なくとも1種の他の混合された組成物を形成させ、
工程p2)において、工程p1)で得られた前記他の混合された組成物を、工程b)の最後に形成された前記第1の層の上に置いて、混合された組成物の少なくとも二つの層の積重ね物を形成させ、
工程c)において、工程p2)で形成された前記積重ね物を、前記20ヘルツ〜80ヘルツの間の振動数及び前記0.3ミリメートル以上の振幅で振動させ、次いで、前記振動と組み合わせて、前記圧縮応力を前記積重ね物に印加する、
請求項1に記載の方法。
The mixed composition obtained at the end of step b) is used to form a first layer of material.
In step p1) prior to step c), steps a) and b) are repeated to form at least one other mixed composition.
In step p2), the other mixed composition obtained in step p1) is placed on the first layer formed at the end of step b) and at least two of the mixed compositions are placed. Form a stack of two layers,
In step c), the stack formed in step p2) is vibrated at a frequency between 20 hertz and 80 hertz and an amplitude of 0.3 millimeters or more, and then combined with the vibration to obtain the said. Applying compressive stress to the stack,
The method according to claim 1.
工程n1)において、粗原料物質のコアを備え、前記コアは、0.1メガパスカル(MPa)以上の機械的強度を有し、
工程c)の前に実施される工程n2)において、前記コアを、工程b)において得られた前記混合された組成物の中に完全に封入し、
工程c)において、前記少なくとも1種の混合された組成物及び前記封入されたコアを含む前記集成体を、前記20ヘルツ〜80ヘルツの間の振動数及び前記0.3ミリメートル以上の振幅で振動させ、次いで、前記振動と組み合わせて、前記圧縮応力を前記集成体に印加する、
請求項1に記載の方法。
In step n1), a core of a crude raw material is provided, and the core has a mechanical strength of 0.1 megapascal (MPa) or more.
In step n2) performed prior to step c), the core is completely encapsulated in the mixed composition obtained in step b).
In step c), the assembly containing the at least one mixed composition and the enclosed core is vibrated at a frequency between 20 Hz and 80 Hz and an amplitude of 0.3 mm or more. Then, in combination with the vibration, the compressive stress is applied to the aggregate.
The method according to claim 1.
工程n1)において、粗原料物質のコアを備え、前記コアは、0.1メガパスカル(MPa)以上の機械的強度を有し、
工程c)の前に実施される工程n2’)において、前記コアを、工程b)で得られた前記混合された組成物の中、及び/又は工程p1)で得られた前記その他の混合された組成物の少なくとも1種の中に完全に封入し、
工程c)において、前記少なくとも1種の混合された組成物及び前記封入されたコアを含む前記集成体を、前記20ヘルツ〜80ヘルツの間の振動数及び前記0.3ミリメートル以上の振幅で振動させ、次いで、前記振動と組み合わせて、前記圧縮応力を前記集成体に印加する、
請求項2に記載の方法。
In step n1), a core of a crude raw material is provided, and the core has a mechanical strength of 0.1 megapascal (MPa) or more.
In step n2') performed prior to step c), the core is mixed in and / or the other mixture obtained in step p1) in the mixed composition obtained in step b). Completely encapsulated in at least one of the compositions
In step c), the assembly containing the at least one mixed composition and the enclosed core is vibrated at a frequency between 20 Hz and 80 Hz and an amplitude of 0.3 mm or more. Then, in combination with the vibration, the compressive stress is applied to the aggregate.
The method according to claim 2.
工程n1)で得られた前記コアが、粗原料物質粒子の他のセットの圧密化によって形成された圧密化物質である、請求項3又は4に記載の方法。 The method according to claim 3 or 4, wherein the core obtained in step n1) is a consolidation substance formed by consolidation of another set of crude raw material particles. 前記コアが、請求項1又は2に記載の方法によって得られる、請求項3〜5の何れか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 3 to 5, wherein the core is obtained by the method according to claim 1 or 2. 多層圧密化物質を得るための方法であって、
第1の層を、
a)一方では、その粒子サイズ分布が、50ミリメートル以下の第1の参照直径d90と、0.08マイクロメートル以上の第2の参照直径d10とを特徴とする粗原料物質粒子のセットと、他方では、ドライ組成物の全質量を基準にした質量で1%〜50%の水硬結合剤とを混合することにより、前記ドライ組成物を形成させ、
b)工程a)で形成させた前記ドライ組成物を、前記ドライ組成物の全質量を基準にした質量で、1%〜35%の水と混合して、混合された組成物を形成させ、
c’)工程b)の前記混合された組成物を、20ヘルツ〜80ヘルツの間の振動数と、0.3ミリメートル以上の振幅とで振動させ、次いで、前記振動と組み合わせて、前記混合された組成物に圧縮応力を印加する、
工程に従って作製し、
且つ、それぞれの後続の層では、工程a)及びb)を繰り返すことにより、また別の混合された組成物を作製するが、前記その他の混合された組成物を、前記前の層の上に置き、前記前の層と、前記その他の混合された組成物とによって形成された集成体を、振動させ、前記集成体に圧縮応力を印加し、
少なくとも前記多層圧密化物質の最後の層を作製するための、前記印加する圧縮応力の値が、2メガパスカル以上である、
方法。
A method for obtaining a multi-layer consolidation material,
The first layer,
a) On the one hand, a set of crude material particles whose particle size distribution is characterized by a first reference diameter d90 of 50 millimeters or less and a second reference diameter d10 of 0.08 micrometer or more, and the other. Then, the dry composition is formed by mixing 1% to 50% of a water-hard binder with a mass based on the total mass of the dry composition.
b) The dry composition formed in step a) is mixed with 1% to 35% water at a mass based on the total mass of the dry composition to form a mixed composition.
c') The mixed composition of step b) is vibrated at a frequency between 20 and 80 hertz and an amplitude of 0.3 millimeters or more, then combined with the vibration and mixed. Applying compressive stress to the composition,
Made according to the process,
Moreover, in each subsequent layer, another mixed composition is prepared by repeating steps a) and b), but the other mixed composition is placed on the previous layer. Placed, the assembly formed by the previous layer and the other mixed composition is vibrated and compressive stress is applied to the assembly.
The value of the compressive stress applied to prepare at least the last layer of the multilayer consolidation material is 2 megapascals or more.
Method.
前記圧縮応力の印加と組み合わせて実施される前記振動が、非調和であるようにする、請求項1〜7の何れか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the vibration performed in combination with the application of the compressive stress is made anharmonic. 前記振動が、圧縮の方向に合わせて、0.3ミリメートル〜5ミリメートルの間の振幅を有する、請求項1〜8の何れか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the vibration has an amplitude between 0.3 mm and 5 mm in accordance with the direction of compression. 前記圧密化物質を得るために、工程c)の後に続く工程がさらに備えられており、そこでは、前記圧密化物質が、乾燥オーブン中に、予め定めた温度、及び相対湿度の閾値以上の相対湿度で少なくとも24時間置かれる、請求項1〜9の何れか1項に記載の方法。 In order to obtain the consolidation material, a step following step c) is further provided, in which the consolidation material is placed in a drying oven relative to a predetermined temperature and relative humidity threshold or higher. The method according to any one of claims 1 to 9, which is left in a humidity for at least 24 hours. それぞれの粒子のセットの前記粗原料物質粒子が、採鉱の際或いは製造工程で得られたものでもよい、レッドボーキサイト、ホワイトボーキサイト、アルミナ、石灰石、ライム、カーボン、カーボングラファイト、カーボンブラック、ロックウール、ガラスウール、炭酸塩、冶金の溶出物、マンガン粉体若しくはその誘導体、金属の鉱石若しくは鉱石の混合物、特に金属酸化物又は鉄鉱石から選択される鉱物質粒子である、請求項1〜10の何れか1項に記載の方法。 The crude material particles in each set of particles may be obtained during ore mining or in the manufacturing process, red bauxite, white bauxite, alumina, limestone, lime, carbon, carbon graphite, carbon black, rock wool, Any of claims 1-10, which is a mineral particle selected from glass wool, carbonate, metallurgical eluent, manganese powder or a derivative thereof, metal ore or a mixture of ores, particularly metal oxide or iron ore. The method according to item 1. 粗原料物質粒子の少なくとも一つのセットでは、前記粗原料物質粒子のセットの粒子サイズ分布に関連した前記第1の参照直径d90が20ミリメートル未満であり、前記粒子サイズ分布に関連した前記第2の参照直径d10が、0.1マイクロメートル以上である、請求項1〜11の何れか1項に記載の方法。 For at least one set of crude material particles, the first reference diameter d90 associated with the particle size distribution of the set of crude material particles is less than 20 millimeters and the second reference diameter d90 associated with the particle size distribution. The method according to any one of claims 1 to 11, wherein the reference diameter d10 is 0.1 micrometer or more. 前記水硬結合剤が、ポルトランドセメント、アルミン酸カルシウムセメント、スルホアルミネートセメント、フライアッシュと混合したセメント、高炉スラグと混合したセメント、ポゾランと混合したセメント、又はそれらの混合物から選択される、請求項1〜12の何れか1項に記載の方法。 The water-hard binder is selected from Portland cement, calcium aluminate cement, sulfoluminate cement, cement mixed with fly ash, cement mixed with blast furnace slag, cement mixed with pozzolan, or a mixture thereof. Item 2. The method according to any one of Items 1 to 12. 工程a)において、前記水硬結合剤が、0.1〜3の間のC/Aモル比を有するアルミン酸カルシウムセメントを含む、請求項1〜13の何れか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 13, wherein in step a), the water-hard binder contains calcium aluminates cement having a C / A molar ratio between 0.1 and 3. 工程a)において、前記水硬結合剤が、その粒子サイズ分布が100マイクロメートル以下の第1の参照直径d90を特徴とする、水硬結合剤粒子のセットから構成される、請求項1〜14の何れか1項に記載の方法。 In step a), claims 1-14, wherein the water-hard binder comprises a set of water-hard binder particles having a particle size distribution of 100 micrometers or less, characterized by a first reference diameter d90. The method according to any one of the above. 圧密化物質であって、請求項1〜15の何れか1項に記載の方法によって得られる、水硬結合剤によってアグロメレート化された粗原料物質粒子を含む、圧密化物質。 A consolidation substance, which is a consolidation substance and contains crude raw material particles agglomerated by a water-hard binder, which is obtained by the method according to any one of claims 1 to 15. 3メガパスカル以上の機械的圧縮強度及び15%以下の粉化率を有する、請求項16に記載の圧密化物質。 The compacted substance according to claim 16, which has a mechanical compression strength of 3 megapascals or more and a pulverization rate of 15% or less. 請求項2又は4〜15の何れか1項に記載の方法によって得られる多層圧密化物質であって、予め定められた閾値温度に上がるまでは相互に不活性である粗原料物質の少なくとも2層の重ね合わせ層の積重ね物を含む、多層圧密化物質。 At least two layers of a crude material which is a multi-layer consolidation substance obtained by the method according to any one of claims 2 or 4 to 15 and is mutually inactive until the temperature rises to a predetermined threshold temperature. Multilayer consolidation material, including a stack of layers of. 請求項3〜6の何れか1項に記載の方法によって得られる多層圧密化物質であって、少なくとも1層の外側層の中に封入されたコアを含み、前記コアの粗原料物質が、予め定められた閾値温度に上がるまでは、その中にそれが封入された前記少なくとも1層の外側層の粗原料物質とは不活性である、多層圧密化物質。 A multi-layer compaction substance obtained by the method according to any one of claims 3 to 6, which contains a core encapsulated in at least one outer layer, and the crude raw material of the core is previously contained. A multi-layer compaction material that is inactive with the crude material of the outer layer of at least one layer in which it is encapsulated until it reaches a predetermined threshold temperature.
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